LISTRIK PESAWAT
Disusun oleh : Dr. Drs. Jaja Kustija, M.Sc.
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA 2014
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR ISI ........................................................................................................... i MATERI 1 ELEKTROSTATIKA .......................................................................1 A. PETIR ..........................................................................................................3 B. ELEKTROSTATIKA PADA PESAWAT ...............................................4 MATERI 2 SUMBER SUMBER LISTRIK ........................................................6 A. ENERGI PANAS .......................................................................................6 B. ENERGI KIMIA ........................................................................................7
MATERI 3 SUMBER-SUMBER TENAGA LISTRIK DI PESAWAT ..........13 MATERI 4 BATERRY ........................................................................................18 1. CARBON ZINC CELL (BATTERY) ...................................................18 2. ALKALIN CELL .....................................................................................18 3. LITHUIM CELL......................................................................................19 4. NICKEL CADMIUM CELL ..................................................................21 5. GEL CELL ...............................................................................................22 MATERI 5 ALTERNATOR, INVERTER DAN KONTROL YANG TERKAIT .............................................................................................................23 A. GENERATOR AC ...................................................................................23 B. PEMELIHARAAN ALTERNATOR .....................................................32 C. REGULATOR TEGANGAN .................................................................33 D. PENTRANSISTORAN REGULATOR TEGANGAN .........................33 MATERI 6 PRINSIP PRINSIP DASAR UMUM LISTRIK............................53 1. LISTRIK STATIS (ELECTROSTATIC) PESAWAT TERBANG ...54 2. MAGNETISMA DAN ELECTROMAGNETISME ............................55 3. SUMBER SUMBER TENAGA LISTRIK .............................................55 BATTERY ................................................................................................55
i
4. ARUS BOLAK BALIK (A.C) ...............................................................56 5. INDUKSI LISTRIK ...............................................................................57 6. PENYEARAH (RECTIFIER) ..............................................................57 7. ALAT ALAT UKUR SISTEM LISTRIK ............................................58 MATERI 7 ALAT ALAT PENGHUBUNG PADA PESAWAT TERBANG .59 1. BUSBAR ................................................................................................59 2. SPLIT BUSBAR ...................................................................................59 MATERI 8 ROUTING DAN INSTALASI ........................................................60 A. OPEN LOOM ......................................................................................60 B. DUCTED LOOM.................................................................................60 C. CONDUIT ............................................................................................61 D. BUNDEL YANG MELALUI BUKHEAD BERTEKANAN ...........61 E. BUNDEL YANG MELALUI BULKHEAD TAK BERTEKANAN62 F. KEDUDUKAN BUNDEL KABEL ....................................................62 G. INSTALASI KLEM KABEL .............................................................62 MATERI 9 TANDA TANDA DAN DIAGRAM SISTEM LISTRIK .............64 A. TANDA – TANDA KABEL ................................................................64 B. PENGKABELAN ................................................................................66 MATERI
10
PENGKABELAN
DAN
ISTALASI
LISTRIK
PADA
PESAWAT TERBANG ......................................................................................69 A. TIPE- TIPE KAWAT DAN KABEL .................................................69 B. SPESIFIKASI KABEL LISTRIK PESAWAT TERBANG ............69 MATERI 11 PENGHANTAR .............................................................................73 A. FAKTOR FAKTOR DALAM MEMILIH UKURAN KAWAT.....73 B. FAKTOR FAKTOR DALAM MEMILIH BAHAN PENGHANTAR ...................................................................73 C. KERUGIAN TEGANGAN (VOLTAGE DROP) DI DALAM KAWAT DAN KABEL ......................................................................74 D. CARA MENENTUKAN UKURAN PENGHANTAR DENGAN GRAFIK ...............................................................................................74 E. KABEL – KABEL UNTUK PEMAKAIAN KHUSUS ....................74
ii
MATERI 12 ALAT- ALAT PENGONTROL DAN PENGAMAN SISTEM LISTRIK ...............................................................................................................76 A. ALAT ALAT PENGONTOROL SISTEM LISTRIK......................77 B. ALAT ALAT PENGAMAN SISTEM LISTRIK..............................81 MATERI 13 SISTEM STARTING MESIN ......................................................83 A. STARTER MANUAL .........................................................................83 B. STARTER TENAGA LISTRIK ........................................................84 MATERI 14 MESIN PEMBAKARAN .............................................................87 A. PENGGUNAAN DUA MAGNET ......................................................87 B. KEUNTUNGAN DARI DUA MAGNET ..........................................88 C. LANGKAH DALAM PISTON ..........................................................88 D. PEMBAGIAN PESAWAT TERBANG ............................................89 E. SISTEM PENGAPIAN .......................................................................89 MATERI 15 ALAT – ALAT BANTU PADA BAGIAN IGNITION SYSTEM88 A. BOOSTER COIL.................................................................................92 B. IMPULSE COPLING .........................................................................93 C. BUSI (SPARK PLUG) .......................................................................93 D. SISTEM PENGAPIAN MESIN TURBO ..........................................94 MATERI 16 SISTEM PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK..........................96 A. DC POWER SUPPLY .........................................................................96 B. SISTEM PEMBANGKIT ...................................................................98 MATERI 17 ALTERNATOR DC ....................................................................102 A. CASA NC-212 ....................................................................................105 MATERI 18 KOMPONEN – KOMPONEN ENGINEER COMPARTMENT .............................................................................................109 MATERI 19 SISTEM PENERANGAN PESAWAT TERBANG .................113 A. PENERANGAN LUAR (EXTERNAL LIGHTING) ....................115 B. PENERANGAN DALAM .................................................................118 REVERSABLE MOTOR .............................................................119 REDUCTION GEAR ...................................................................120 MICRO SWITCH .........................................................................121
iii
BRAKE ..........................................................................................121 MATERI 20 FIRE PROTECTION SYSTEM PADA PESAWAT TERBANG .....................................................................................124 A. FIRE DETECTION SYSTEM (SISTEM DETEKSI API) ...........124 B. FIRE EXTINGUISHING SYSTEM (PEMADAM KEBAKARAN) 128
iv
MATERI 1. ELEKTROSTATIKA Sifat muatan listrik dan beberapa definisinya : a. Jika pada suatu atom jumlah atom muatan positip sama dengan jumlah muatan negatif disebut ”atom neutral”. b. Apabila atom kekurangan elektron, atom ini bermuatan positif (Positively Charged) disebut ion positif. c. Sebaliknya atom yang kelebihan elektron disebut atom bermuatan negatif (Negatively Charged) disebut ion negatif. GARIS GAYA Muatan berpasangan
Keluar
Masuk
Tolak menolak
Tanpa pasangan
Keluar
Masuk
Jika terjadi interaksi sejenis maka muatan akan saling tolak menolak dan jika interaksi terjadi antara muatan yang tidak sejenis maka akan saling tarik menarik. d. e.
Muatan-muatan listrik selalu ingin berkumpul pada bagian-bagian benda yang runcing atau tipis Muatan-muatan listrik yang terjadi menyebabkan beda potensial pada benda tersebut.
1
Terjadinya muatan listrik dapat disebabkan oleh : 1. Karena gesekan Contohnya : o Gelas digosok oleh bulu o Material bergesekan dengan udara o Material bergesekan dengan zat cair o Awan bergesekan dengan uap air atau debu, dll 2. Karena induksi Contohnya : Neutral (dielektrik)
Setelah dihubungkan ke plat bermuatan
2
Bila sepotong benda neutral didekatkan (ditempelkan) pada benda yang bermuatan maka sebagian muatan akan berpindah ke tempat benda neutral. Contoh lain :
f. Semua benda bisa di netralkan oleh bumi g. Bumi selalu bermuatan neutral A. PETIR
Gesekan antara uap air dan udara atau debu dapat mengakibatkan muatan listrik yang lama-kelamaan potensial listriknya menjadi sangat besar (Mega Volt). Muatan listrik itu akan saling menetralkan dengan awan lain sehingga terjadi petir, atau bisa juga muatan-muatan dari awan pindah ke bumi melalui bagian bumi yang menjulang ke atas. Petir sering terjadi pada awan kumulus dan kumulunimbus, ciri-cirinya menjulang tinggi dan gelap. Jenis awan ini bisa ditangkap oleh radar pesawat udara sehingga pilot bisa menghindarinya. B. ELEKTROSTATIKA PADA PESAWAT
Setiap pesawat terbang yang bergerak di udara akan mengalami gesekan dengan udara, debu, air hujan atau salju, akibatnya pada badan pesawat (fuselage) dan bagian-bagian lain seperti sayap (wing) ; ekor (emperage) akan terkumpul muatan elektrostatika.
Potensial pada bagian-bagian besarnya bisa tidak sama jika masing-masing bagian terisolasi akan terjadi loncatan listrik yang dikenal dengan istilah spark (bunga api) dan sering mengakibatkan gangguan komunikasi (radio interference) atau noise. 3
Untuk menanggulangi spark komponen-komponen pesawat diberi bonding, yaitu memberi metal atau kawat bertahanan rendah antara bagian-bagian pesawat.
Bagian-bagian yang perlu diberi bonding : o o o
Ailerons Flaps, dengan bagian badan dan sayap Rudder
Alat-alat elektronika o Kabel yang dialiri arus AC, dapat menimbulkan / terjadi muatan elektrostatik. Supaya tidak mengganggu perlu diberi shielding.
Pada pesawat jet pembuangan gas panas dengan kecepatan tinggi menimbulkan elektrostatika pada ”tailpipe”.
Untuk menetralkan muatan-muatan elektrostatika pada pesawat dinetralkan ke udara dengan cara disambung ke bagian runcing. Pembuangan muatan dengan cara ini disebut ”corona discharge” dan keluar dengan frekuensi tinggi dapat dilihat diwaktu malam dengan warna kemerahan. Corona discharge dapat mengakibatkan gangguan radio (komunikasi). Penanggulangannya dibagian yang runcing dipasang ”static discharge wick”, yaitu menyalurkan elektrostatik melalui wool bercampur metal. Static discharge wick dipasang pada : o o o o
Wing tip kiri ; kanan Aileron paling luar Vertikal stabilizer Ujung elevator control surface
Pada pesawat modern (jenis jet), static discharge yang dipakai ”Nul Field Discharge”.
4
Elektrostatik bisa juga timbul pada waktu mengisi bahan bakar (refueling). Bahan bakar yang mengalir melalui pipa (hose) ke pesawat terbang akan mengakibatkan timbulnya muatan-muatan listrik yang akan berkumpul di bagian ujung pipa ”nozzle”. Bila diantara badan pesawat dan pipa terjadi beda potensial dapat mengakibatkan spark, hal ini sangat berbahaya karena dapat menimbulkan kebakaran karena spark dan dapat membakar uap bahan bakar. Penanggulangan dari spark : o Badan pesawat o Tangki bahan bakar Bagian-bagian tersebut disambungkan ke tanah.
5
MATERI 2. SUMBER-SUMBER LISTRIK
ENERGI PANAS ENERGI KIMIA
ALAT KONVERSI
ENERGI LISTRIK
ENERGI MEKANIK
A. ENERGI PANAS Thermo couple
Bila dua buah logam berbeda jenis dihubungkan bersama-sama pada satu ujung (ujung pengindra / ujung panas) dan pada ujung lain dipertahankan pada temperatur konstan (referensi) maka pada ujung referensi terdapat beda potensial (efek seebeck).
Besarnya GGL termal bergantung pada bahan kawat yang digunakan dan pada selisih temperatur antara titik indra dan titik referensi.
Pada titik referensi 32 °F dapat ditunjukkan perbedaan GGL antara dua logam yang sering digunakan pada thermo couple, sebagai berikut :
6
Thermo couple sering digunakan untuk kepentingan pengukuran temperatur baik cairan atau udara untuk pengukuran jarak jauh bisa digunakan sambungan / perpanjangan (extention wires) khusus disebut kawat kompensasi yang dibuat dari bahan yang sama dengan bahan yang dibuat pada thermo couple. B. ENERGI KIMIA Jika dua jenis logam yang berbeda di celupkan pada elektrolit maka akan terjadi beda potensial (proses elektro kimia). Beda potensial yang terjadi diteliti oleh Volta yang dikenal dengan Deret Volta atau Deret Nern. Potensial standard Redoks pada temperatur 25°C terhadap elektron Hydrogen, sebagai berikut : Au Au+3 + 3e +1,498 volt + O3 + 4H + 4e 2 H3O +1,229 volt +2 Pt Pt + 2e +1,22 volt +0,987 …. Pd Pd+2 + 2e +2 Ag Ag + 2e +0,799 +2 2Hg Hg + 2e +0,788 O3 + 2 H3O2 + 4e 4 OH +0,401 +2 Cu Cu + 2e +0,337 Sn+4 + 2e Sn+2 +0,15 2 H+ + 2e H2 0,00 Pb Sn Ni Co
Pb+2 + 2e Sn+2 + 2e Ni+2 + 2e Co+2 + 2e
-0,126 -0,136 -0,250 -0,277
volt volt volt ….
7
Cd Fe Cr Zn Al Mg Na K
Cd+2 + 2e Fe+2 + 2e Cr+3 + 3e Zn+2 + 2e Al+3 + 3e Mg+2 + 2e Na+ + e K+ + e
-0,403 -0,440 -0,744 -0,763 -1,662 -2,363 -2,714 -2,925
Konversi energi kimia menjadi energi listrik terdapat dua jenis / golongan, yaitu : (a) Primary cell / sel primer o Voltaic cell o Leclance cell o Standard cell (b) Secondary cell / sel sekunder SEL PRIMER 1. VOLTAIC CELL o Elektroda terbuat dari Tembaga (Cu) atau Seng (Zn). o Larutan / elektrolit yaitu Asam Sulfat (H2SO4).
Pada saat elektroda di celupkan ke elektrolit terjadi reaksi kimia pada elektrolit. H2SO4 2 H+ + SO4-2 Pada elektrolit Cu terjadi Cu Cu+2 + 2e (melepaskan elektron ke larutan)
Pada elektroda Zn melepaskan ion ke larutan sehingga
8
Zn+2 + SO4-2 ZnSO4 Dalam hal ini karena Zn melepaskan ion positif ke larutan maka Zn akan menjadi elektroda negatif ; sebaliknya karena Cu melepaskan elektron ke larutan maka elektroda Cu menjadi elektroda positif. Hydrogen dari hasil reaksi akan menempel di elektroda Cu sehingga mengakibatkan polarisasi dan mengotori elektroda Cu. 2. ELEMEN LECLANCHE
Carbon / arah dilapisi oleh MnO2 untuk menghindari terjadinya polarisasi. o Elektroda terbuat dari C (Carbon) sebagai elektroda positif dan Zn sebagai elektroda negatif. o Elektrolit terbuat dari NH4Cl. Pada elektrolit terjadi ionisasi NH4Cl NH4+ + ClJika elektroda disambungkan maka akan terjadi : Ion Cl- akan menuju ion positif dari Zn+2 sehingga terjadi reaksi : Zn+2 + 2 ClZnCl2 NH4+ akan menuju Carbon (C) dan menerima elektron dari elektroda C dan terjadi reaksi : 2 NH4OH + MnO 2 NH4- + 2e + MnO2 + H2O Selama terjadi reaksi dalam cell tersebut akan membentuk : ZnCl2 didekat elektroda Zn NH2OH didekat elektroda C MnO2 berubah menjadi MnO Perbedaan potensial kira-kira 1,4 sampai dengan 1,5 volt pada umumnya ditemui dalam bentuk elemen kering (dry cell). SEL SEKUNDER
Pada sel sekunder setelah dipakai dapat diisi kembali (charge). Elektrodaelektroda pada sel sekunder dapat dikembalikan ke keadaan semula. Jika sel sekunder dikumpulkan lebih dari satu membentuk rangkaian seri disebut battery atau accumulator. Jenis-jenis sel sekunder adalah : o Lead Acid Battery
9
o
Nickle Cadmium Battery
Lead Acid Battery dibandingkan Ni Cad adalah : Perbedaan voltage lebih besar Konstruksi mudah retak LEAD ACID BATTERY Terdiri dari elektroda : o Elektroda positif PbO2 o Elektroda negatif Pb Elektrolit terbuat dari campuran H2SO4 di tambahkan dengan H2O. Selama proses berlangsung terjadi reaksi sebagai berikut : Pb Pb+2 + 2e H2SO4 2 H+ + SO4-2 Pb+2 + SO4-2 PbSO4 + PbO2 + 2H + 2e PbO + H2O PbO + H2SO4 PbSO4 + H2O
Selama discharge kedua plat akan dilapisi oleh PbSO4, sedang didalam elektrolit H2SO4akan berkurang menjadi H2O (air).
Perbedaan voltage antara elektroda positif dan elektroda negative sekitar 2,0 s/d 2,1 volt dan konstan pada beda potensial 2,0 volt. Biasanya lempengan dibentuk luas agar kapasitas baterrymenjadi besar dan untuk menguatkan electron supaya tidak terlalu lunak dipasang grid terbuat dari 10 % antimory dan 90 % Pb.
10
PENGISIAN (CHARGING)
Pada plat negatip PbSO4 + 2H+ + 2e
Pb + H2SO4
Pada plat positip PbSO4 + SO4-2
Pb(SO4)2 + 2e
Dan Pb(SO4)2 + 2H2O
PbO2 + 2H2SO4
Battery baru atau isi penuh elektrolitnya mempunyai perbandingan. 30% H2SO4 dan 70% air dan mempunyai berat jenis 1,300 x berat jenis air. Untuk mengukur accu masih penuh atau kosong (terpakai) digunakan alat hydrometer. Alat ini bekerja menggunakan prinsip Archimedes dimana tabung kaca rapat terhadap udara akan terapung di dalam elektrolit tinggi rendahnya apungan dipengaruhi oleh berat jenis elektrolit. Battery penuh akan menunjukkan 1,300 – 1,275 Battery setengah penuh akan menunjukkan 1,275 – 1,250 Battery kosong akan menunjukkan 1,250 – 1,200 Dan kondisi ini dipengaruhi oleh temperatur sehingga ada faktor koreksi. Berat jenis yang normal pada temperatur 700 - 900F, sebagai berikut : Koreksi Temperatur Elektrolit (0F) 120 ……………………………… +16 110 ………………………………. +12 100 ……………………………… +8 90 ………………………………. Tidak ada koreksi 80 ……………………………… Tidak ada koreksi 70 ………………………………. Tidak ada koreksi 60 ……………………………… -8 50 ………………………………. -12 40 ……………………………… -16 30 ………………………………. -20 20 ……………………………… -24 10 ………………………………. -28 0 ……………………………… -32 -10 ………………………………. -36 -20 ……………………………… -40
11
-30
……………………………….
Perubahan kimia pada Lead Acid Battery selama charge dan discharge Charge state Chemical charge PbSO4 Losses O2 Positive plate PbO2 Gain SO4 Negative plate Pb Gain SO4 Losses SO4 Electrolyte H2SO4 Gain O2
-44
Discharge PbSO4 PbSO4 PbSO4
12
MATERI 3. SUMBER-SUMBER TENAGA LISTRIK DI PESAWAT Battery (di Pesawat) GPU (Ground Power Unit)
APU (Auxilliary Power Unit)
untuk keadaan darurat. - Kondisi di darat - Untuk Start (menghidupkan mesin bagi pesawat yang startnya menggunakan motor listrik - Pengetesan lampu penerangan - Perawatan system yang dilakukan di darat. Tenaga listrik bantu yang letaknnya dipesawat
Jenis GPU, ada dua : 1. DC, dari battery atau mesin DC 2. AC, dari Gen Set Berikut Seri dua buah Battery GPU untuk pesawat kecil
13
Rangkaian Dasar GPU
Sistem Listrik Arus Bolak Balik Sumber AC yang digunakan bisa 1 fasa atau 3 fasa dengan tegangan 115 volt dengan frekuensi 400 Hz. Pin pluk yang digunakan seperti pada gambar di bawah ini :
14
Sistem GPU dengan Multi Busbar
Rangkaian Tiga Pin Pluk dalam Pesawat Terbang
Jika soket dihubungkan yang akan terhubung 2 soket yang lebih panjang pada saat itu GPU belum tersambung ke Busbar karena walaupun dua pin telah terhubung tetapi Ground Power Relay belum menutup, jika soket dimasukkan terus maka pin yang pendek berhubungan dan arus mengalir menuju sakelar (power switch selector) yang sebelumnya telah diarahkan ke posisi EXT dan menuju ke ground atau negative maka relay akan menutup dan sumber arus besar mengalir
15
dari sumber arus darat ke busbar utama tanpa terjadi percikan bunga api pada soket dan pin karena pada saat arus mengalir soket telah terhubung dengan baik. Apa yang terjadi pada proses pelepasan socket ? Sumber Tenaga Bantu Listrik Terbang (APU)
Pesawat – pesawat yang besar kebutuhan sumber tenaga bantu, tidak diambilkan dari luar atau dari darat melainkan dari dalam pesawat terbang sendiri. Tenaga bantu tersebut merupakan satu unit yang terdiri dari
mesin penggerak
(motor piston atau motor turbin gas), generator dan biasanya dilengkapi dengan kompresor untuk keperluan sistem pendingin dan pengaturan tekanan udara di dalam kabin pesawat terbang. Sumber tenaga bantu terbang atau auxiliary power unit disingkat APU terletak di bagian belakang/ekor dari pesawat tersebut. Berikut skema posisi APU :
Skema diatas menunjukkan tempat dari APU. Beberapa pesawat yang besar menggunakan APU sebagai tenaga cadangan bila generator utama mengalami kerusakan, jadi APU merupakan sumber tenaga yang harus dapat melayani di darat dan selama penerbangan bila dalam keadaan darurat.
16
Konstruksi Auxiliary Power Unit (APU) dan bagian- bagiannya :
Selain menghasilkan tenaga listrik APU juga dilengkapi dengan kompresor yang menghasilkan udara bertekanan tinggi, yang digunakan untuk start mesin pesawat. Karena itu pda mesin pesawat yang besar biasanya untuk start tidak menggunakan motor listrik melainkan memakai mesin turbin tersendiri yang diputar oleh udara yang bertekanan, yang berasal dari kompresor yang berada di APU.
17
MATERI 4. BATTERY Sel dan battery sejak lama telah menjadi sesuatu yang penting dalam sistem perindustrian. Pentingnya battery dan sel meningkat karena dua trend utama. Pertama peningkatan jumlah dan aneka ragam perangkat portable. Kedua tidak terhentinya perkembangan rangkaian dan perangkat. Pada sel elektrokimia, sebuah battery dapat dihubungkan seri, parallel maupun kombinasi seri dan parallel. Sel terdiri dari dua bagian yaitu sel primer dan sel sekunder. Berikut jenis –jenis battery : 1. Carbon Zinc Cell (Battery) Battery berfungsi untuk penyimpan daya listrik sementara. Battery mengalirkan arus searah (DC) dan memiliki banyak tipe. Battery dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu battery basah dan battery kering atau dapat diisi ulang dan tak dapat diisi ulang. Battery disebut juga elemen kering. Pada elemen kering, elektroda positif (kutub positif) berupa batang karbon dan pembungkus terbuat dari seng yang merupakan elektroda negatif (kutub negatif). Adapun susunan sebuah battery jenis Carbon Zinc Cell sebagai berikut :
Battery jenis ini tidak dapat bertahan lama, tidak bisa melebihi 1 tahun.
2. Alkaline Cell Battery Alkaline mempunyai konstruksi luar dalam yang mengalami peningkatan yang amat pesat dari konstruksi battery carbon-zinc cell. Ini juga merupakan tipe primer dan tidak dapat di recharged. Batang seng yang berada di tengah battery berfungsi sebagai anoda, dan elektrolit dari battery alkaline adalah Pottasium Hydroxide dan Zinc Oxide. Elektroda positipnya adalah cylindrical manganese dioxide, bagian ini melakukan polarisasi lebih cepat karena tempat permukaan silinder lebih besar. Hasilnya battery
18
alkaline dapat lebih baik digunakan untuk aplikasi arus tinggi. Biasanya battery alkaline dapat bertahan hingga 3 tahun. 3. Lithium Cell Battery Lithium tersedian dalam beberapa tipe. Kontruksi dari battery lithium terdiri dari sel lithium thionyl chloride yang menghasilkan kerapatan energi terbesar diantara sumber primer lainnya. Kerapatannya mencapai 420Wh/Kg dan 800mW/cm3. Berikut kontruksi dari battery Lithium :
Berikut karakteristik pelepasan untuk lithium thionyl chloride cell :
19
Berikut menunjukkan jenis rangkaian back-up untuk memory chip atau Complementary Metallic Oxide Semiconductor Random Access Memory (CMOS RAM).
Variasi lain adalah Lithium Iodine Cell. Jenis ini menggunakan lithium sebgai anoda dan iodine sebagai katoda. Berikut kontruksinya :
dan gambar berikut akan menunjukkan daya tahan sebuah lithium iodine cell dalam kurun waktu 100 tahun pada temperatur ruangan.
Sel primer lain yang disunakan dalam industri adalah lithium manganese dioxice, mercury dan silver oxide cells.
20
4. Nickel Cadmium Cell Salah satu jenis sel sekunder adalah Nickel- Cadmium Cell atau Battery Ni-Cad. Battery ini menggunakan potassium hydroxide sebagai elektrolit, cadmium dan iron oxide sebagai elektroda negatip, dan nickel hydroxide dan grafit sebagai elektroda positip. Kontruksi dari Battery Ni-Cad adalah :
Battery Ni-Cad menghasilkan 1,25 V per sel yang berakhir pada 90% proses siklus pelepasan. Gambar selanjutnya akan menunjukkan kapasitas pelepasan dari 90% hingga 120 %.
Tegangan cutoff yang biasa digunakan adalah 1 V. Battery ini rata-rata biasanya dapat melakukan hingga 500 siklus pengisian - pelepasan.
21
5. Gel Cell Gelled electrolyte cells merupakan jenis tertutup untuk Lead Acid Cell yang digunakan pada mobil otomatis. Battery ini menghasilkan output 2,2 V per sel dan tegangan cutoffnya 1,75 V per sel. Battery ini melakukan seluruh proses pelepasan tanpa bahaya dan rugi dari kerusakan seharusnya. Gel cell sama seperti Ni-Cad, mempunyai resistansi dalam rendah dan tidak bisa mengalami hubung singkat sehingga dapat digunakan pada aplikasi arus tinggi meskipun pada situasi ini dapat menahan muatan jatuh.
22
MATERI 5. ALTERNATOR, INVERTER, DAN KONTROL YANG TERKAIT Ada dua jenis utama alternator saat ini digunakan di pesawat, yaitu alternator dc dan ac. alternator DC yang paling sering ditemukan pada pesawat ringan di mana beban listrik relatif kecil. Alternator AC dapat ditemukan pada penerbangan komersial skala besar dan pesawat kemiliteran. Karena pesawat memerlukan jumlah tenaga listrik yang besar, penggunaan sistem ac menciptakan tabungan berat berharga. Melalui penggunaan transformator, transmisi tenaga listrik ac dapat dicapai lebih efisien dan oleh karena itu dengan peralatan ringan. Dengan transmisi tenaga listrik pada tegangan yang relatif tinggi dan rendah saat ini, hilangnya daya dijaga agar tetap minimum. Seperti dijelaskan dalam Bab 6, transformator digunakan untuk meningkatkan atau menurunkan tegangan ac. Dalam pesawat besar, daya ac digunakan secara langsung untuk melakukan sebagian besar fungsi daya untuk operasi sistem kontrol dan motor listrik untuk berbagai keperluan. Di pesawat ringan, banyak peralatan listrik beroperasi pada tegangan 14- atau 28-V dc. Sebagian kecil arus bolak-balik saat ini diinginkan untuk aplikasi tertentu, inverter digunakan untuk mengubah tegangan dc menjadi tegangan ac. Tegangan ac hanya digunakan untuk daya yang memerlukan item arus bolak-balik tertentu agar beroperasi dengan baik. A. GENERATOR AC Generator AC, sering disebut alternator, digunakan sebagai Sumber utama tenaga listrik di hampir semua kategori-Transport pesawat. The almosi sistem pasokan ac semua daya listrik diperlukan untuk pesawat. Dc mana diperlukan, rectifier adalah digunakan. Untuk situasi darurat generator ac didorong oleh unit daya tambahan (APUs) atau turbin udara ram (RATs) yang sering digunakan. Sistem tenaga listrik AC Power memproduksi lebih per beratnya peralatan dari sistem Di; namun, semua generator ac memerlukan kecepatan drive consterlt untuk menjaga konstan ac lrequency. Sebuah drive kecepatan konstan (CSD) adalah jenis transmisi otomatis yang memelihara rpm output konstan dengan rpm variabel input. Sejak pesawat berat menggunakan aryounq besar daya listrik, kerja dengan sebuah drive berkecepatan konstan dan sebuah generator ac praktis. Pada pesawat ringan, mana yang relatif sejumlah kecil tenaga listrik digunakan generator ac membutuhkan drive konstan-speed terlalu berat. Modem pesawat ringan menggunakan alternator untuk menghasilkan listrik dc Bower. Sebuah alternator menghasilkan dc tegangan ac dan menggunakan internal rectifier untuk menghasilkan output dc.
23
Bagian stasioner rangkaian alternator disebut stator, dan bagian yang berputar disebut rotor. stator ini sebenarnya sebuah armature stasioner, dan rotor adalah bidang yang berputar, yang akan diproduksi oleh salah satu magnet tetap atau elektromagnet. Sebagai ternyata rotor, fluks magnetik luka di kutub stator dan menginduksi tegangan pada stator berliku. Tegangan induksi akan membalikkan polaritas setiap setengah revolusi karena fluks rotor akan balik arah sebagai kutub berlawanan dari rotor melewati kutub stator. Salah satu revolusi lengkap dari rotor di alternator dua kutub akan menghasilkan siklus aku alternating current, yaitu, satu lengkap gelombang sinus ac akan diproduksi untuk masing-masing lengkap revolusi dari rotor. Jumlah siklus arus bolak per detik adalah disebut frekuensi. Karena dua-kutub altemator menghasilkan saya siklus per revolusi (CPR), jelas bahwa suatu alternator menghasilkan Aku siklus arus bolak dari setiap pasang kutub di rotor. Jika kita ingin menentukan frekuensi yang diberikan setiap alternator, kita lanjutkan sebagai berikut: Bagi jumlah kutub dengan 2, dan kalikan resirlt oleh kecepatan dalam rpm untuk mendapatkan jumlah siklus per menit. Untuk menemukan siklus per detik, membagi putaran per menit dengan 60. Mari kita asumsikan bahwa kita ingin menentukan frekuensi sebuah alternator memiliki empat tiang dan berputar di rpm i80O. Membagi 4 dengan 2 menghasilkan 2 CPR, dan 2 CPR dikalikan dengan 1800 1:00 sama dengan 3600 siklus per menit-Dividing 3600 oleh 60 (60 s / menit), kita memperoleh 60 Hz (siklus per detik). Biasanya, alternator menggunakan elektromagnet untuk lapangan, yang menerima arus searah untuk merangsang armature tersebut. Sebuah alternator dengan rotor eleitromagnetic empat-kutub diilustrasikan pada Gambar 11-19. Sebuah magnet rotor tetap tidak memuaskan karena kekuatan fluks medan yang selalu remarns yang sama, dan regulasi tegangan tidak dapat dicapai Untuk alasan ini medan elektromagnetik selalu digunakan untuk pesawat aplikasi. Alternator diklasifikasikan menurut tegangan, ampere, fasa, daya output (watt atau kilovolt ampere), dan kekuasaan faktor. Klasifikasi fase alternator adalah nomor tegangan terpisah yang akan menghasilkan. Biasanya, altemators adalah satu-fase atau tiga fase, tergantung pada jumlah terpisah set lilitan di stator. Tiga fase alternator adalah khas untuk
24
aplikasi pesawat paling. Tiga-fase alternator dibangun dengan tiga armature terpisah gulungan spasi sehingga mereka tegangan 120 terpisah.
1. Prinsip Generator AC Prinsip induksi elektromagnetik sebelumnya telah dijelaskan yang berkaitan dengan baik generator dc dan ac. Untuk mengulang secara singkat, ketika konduktor dipotong oleh garis-garis gaya magnet, tegangan akan terinduksi pada konduktor, dan arah tegangan induksi akan tergantung pada arah fluks magnet dan arah gerakan di fluks.
Gambar 5-1 Generator ac Sederhana Pertimbangkan generator sederhana (alternator) diilustrasikan pada Gambar 5-1. Sebuah magnet batang sudah terpasang untuk merotasi antara permukaan sebuah kuk besi lunak yang luka sebuah kumparan kawat terisolasi. Sebagai berotasi magnet, akan membangun lapangan pertama di satu arah dan kemudian di lain. Karena ini terjadi, tegangan bolak akan muncul di terminal koil. Bentuk gelombang tegangan ac akan perkiraan kasar sejak gelombang.
2. Pesawat Alternator Hampir semua alternator untuk sistem tenaga listrik pesawat yang dibangun dengan bidang berputar dan armature stasioner. Karena tegangan tetap harus menyediakan sistem listrik pesawat, kekuatan bidang alternator harus bervariasi sesuai dengan kebutuhan
25
beban. Untuk tujuan ini digunakan regulator yang dapat memberikan arus langsung variabel ke rotor (medan) yang berkelok-kelok alternator, dan sistem tegangan-regulator digunakan untuk mengubah arus ini diperlukan untuk mempertahankan tegangan keluaran alternator konstan. Variabel saat ini regulator harus dipasok oleh sumber dc. Pesawat alternator dan generator memiliki banyak kesamaan; kedua unit perubahan energi mekanik menjadi energi listrik. Perbedaan utama antara alternator dan sebuah generator dc dc adalah fitur berbagai desain. Sejak generator memiliki armature berputar, semua output saat ini harus diberikan melalui perakitan sikat dan komutator. Sebuah alternator, memiliki armature stasioner, dapat menyediakan output arus yang melalui koneksi langsung ke bus pesawat. Sistem langsung menghubungi output alternator ke bus menghilangkan masalah yang disebabkan oleh koneksi miskin antara komutator berputar dan sikat stasioner. Pada tingkat daya yang tinggi, kontak memutar terlalu efisien untuk praktis, karena itu, alternator, karena bertentangan dengan generator, yang paling disukai di pesawat.
3. Prinsip Alternator Pesawat Alternator pesawat adalah unit tiga-fasa daripada jenis fase tunggal ditunjukkan pada gambar 5-1. Ini berarti bahwa stator (stationary armature) memiliki tiga gulungan terpisah, efektif 1200 terpisah. lapangan dan berputar disebut rotor. Ilustrasi skematis pada gambar 52 akan
Gambar 5-2 Hubungan belitan stator A
26
Y Gambar 5-3 Digram (a) delta dan (b) penyambungan stator.
Gambar 5-4 Keluaran alternator tiga phasa Bagaimana menunjukkan gulungan stator diatur, meskipun gulungan dalam stator yang sebenarnya akan tampak berbeda. Selain itu, akan ditemukan bahwa beberapa stators akan luka dalam konfigurasi Y, dan lain-lain akan luka dalam konfigurasi delta. Skema diagram pengaturan ini diperlihatkan pada Gambar 5-3.
The output of a three-phase alternator in shown in Figure 5-4. Note that there are three separate voltages 1200 apart; that is, each voltage attains a maximum value in the same direction at points 1200 apart. As the rotor of the alternator turns, each phase goes through a complete cycle in 3600 of rotation; that is, each voltage reaches maximum in one direction, passes through zero, reaches maximum in the opposite direction, and then returns to the starting point in 3600. 4. Sistem Alternator Untuk Pesawat Ringan Sistem alternator untuk pesawat ringan ini mirip dengan sistem listrik dengan generator dc, namun sebenarnya output alternator adalah alternating current. Untuk menggunakan ini saat ini dalam sistem kekuasaan pesawat ringan, perlu untuk mengubahnya menjadi arus searah. Hal ini dicapai melalui fase tiga penyearah, penuh gelombang. Sebuah penyearah tiga-tahap alternating current terdiri dari enam dioda silikon jika penyearah ini dirancang untuk pembetulan penuh gelombang. Diagram skematik dari sebuah stator delta-luka dengan fase tiga, penyearah gelombang penuh diperlihatkan pada Gambar 5-5. Kepala panah, yang merupakan dioda, titik dalam arah yang berlawanan aliran elektron yang sebenarnya. Di bawah sistem konvensional (aliran arus dari positif ke negatif), kepala panah akan menunjukkan arah aliran. Dalam diagram pada Gambar 5-6, dapat dilihat bagaimana akhir yang dihasilkan setiap saat fase stator diperbaiki.
27
Tiga tegangan terpisah dihasilkan oleh setiap tahapan angker tumpang tindih, seperti terlihat pada Gambar 5-6. Setelah saat ini diperbaiki, kurva tegangan tetap saling tumpang tindih, namun, karena stator adalah kabel secara paralel, tegangan terkuat hanya mencapai terminal alternator output. Seperti diilustrasikan dalam Gambar 5-6, tegangan efektif adalah rata-rata dari nilai tegangan di atas persimpangan dari kurva tegangan individu. Tegangan efektif adalah sama dengan tegangan keluaran pengenal alternator. Ini rata-rata nilai dekat 14 V untuk sistem 12, 28 V baterai untuk 24 - V sistem baterai. Nilai tegangan dc riak sebenarnya berkisar sekitar 13,8-14,2 V atau 23,8-24,2 V. Namun, perubahan tegangan dc nilai riak begitu cepat dan begitu sedikit yang untuk semua tujuan praktis, tegangan listrik pesawat sistem dianggap sebagai efektif tegangan alternator. Sebuah rangkaian listrik tenaga tipikal ditunjukkan dalam Gambar 5-7. Sejak penyearah tersebut dipasang dalam rangka akhir alternator, alternator output terminal ditandai untuk arus searah. 5. Alternator Pesawat Ringan Sebuah alternator pesawat ringan khas untuk ditampilkan pada Gambar 5-8. Unit serupa dengan ini dibuat oleh perusahaan seperti Ford Motor Company, Prestolite, Chrysler
Gambar 5-5 Skema tiga phasa, gelombang penuh di dalam sirkuit stator alaternator
28
Gambar 5-6 Tegangan Output
Gambar 5-7 Alternator Corporation, dan divisi delco-Remy dari korporasi motor umum. Jenis tertentu alternator untuk digunakan dalam sistem pesawat terbang dapat ditentukan dari bagian produsen pesawat katalog atau dari katalog atau disusun oleh produsen alternator. Alternator adalah perangkat relatif sederhana dan dirancang untuk memberikan banyak jam layanan bebas masalah. Komponen utama adalah stator tiga fasa (gulungan angker), maka (rotor gulungan medan), dan perakitan penyearah. Bidang memutar gulungan memberikan medan elektromagnetik, yang digunakan untuk merangsang gulungan stator. Satu set kuas dan perakitan slip-ring digunakan untuk mentransfer saat ini ke bidang berputar. Karena kumparan medan membutuhkan arus listrik yang relatif rendah (sekitar 4
29
maksimum A) terhadap daya elektromagnet itu, sikat yang lebih kecil dan tahan lebih lama daripada yang ditemukan pada generator dc. The perakitan sikat dari sebuah generator dc sering membawa lebih dari 50 A. armature stasioner menerima tegangan induksi, yang tersambung ke perakitan penyearah. rectifier ini terdiri dari enam dioda terhubung untuk membentuk tiga-fasa, penyearah gelombang penuh.
Gambar 5-8 Alternator pesawat ringan Sebuah alternator khas untuk pesawat ringan memiliki rotor dengan 8 atau 12 tiang bergantian spasi dengan polaritas utara dan selatan. Ini menyediakan lapangan berputar dalam stator. Kekuatan medan putar dikendalikan oleh jumlah arus yang mengalir di gulungan rotor. Arus ini diatur oleh regulator tegangan. Output dari stator diterapkan ke penyearah gelombang penuh yang terdiri dari enam dioda dipasang dalam perumahan alternator. Output alternator, di situ-hadapan, langsung saat ini sebagaimana diberikan untuk pesawat sistem tenaga listrik. Alternator untuk pesawat ringan mungkin didorong oleh sabuk dan puli, atau mereka mungkin gear-driven dan flens-dipasang pada mesin. Dalam kasus terakhir mesin produsen harus memberikan yang benar mount dan drive gear untuk alternator. Gambar 5-9 menunjukkan alternator gear-driven. Pembangunan internal dari alternator sama dan terdiri dari komponen yang ditunjukkan pada Gambar 5-10. Ujung kepala drive berisi bantalan prelubricated, sebuah segel minyak, kerah dan poros segel, dan koneksi ledakan tabung untuk ventilasi. Rotor sudah terpasang pada sebuah poros dengan kipas ventilasi di ujung drive. Cincin slip, slip-ring dukung ujung ras dalam, dan spacer berada di ujung poros. Angin rotorsayap dan mengarah berliku diperlakukan dengan semen epoxy suhu tinggi untuk memberikan getaran dan ketahanan temperatur. solder temperatur tinggi digunakan untuk mengamankan mengarah berliku-liku ke berdering slip.
30
Gambar 5-9 Alternator gear-driven The stator alternator memiliki memimpin listrik khusus yang terhubung ke pusat gulungan tiga fase. timbal ini dapat digunakan untuk aktif sistem peringatan tegangan rendah atau relay. Sambungan tengah stator tiga fasa tidak selalu dibutuhkan untuk sirkuit eksternal: dalam hal ini koneksi terisolasi dan dijamin ke inti stator. Majelis seluruh stator kemudian dilapisi dengan epoxy tahan panas pernis. Enam dioda memperbaiki tegangan ac diproduksi di armature tersebut. Ada tiga positif dan tiga dioda negatif, masing-masing dipasang ke dalam piring perakitan. Piring dioda positif dan negatif yang terisolasi satu sama lain, dan pelat positif adalah terisolasi dari kasus alternator. Dalam banyak alternator dioda tidak unit individu; semua enam dioda harus kembali ditempatkan sebagai salah satu perakitan. Setiap dioda terhubung ke stator alternator dengan sebuah alat solder temperatur tinggi terminal halangan-jenis solderless. Akhir perumahan sikat menyediakan mounting untuk penyearah dan piring perakitan penyearah, output dan bantu stud terminal, dan sikat dan perakitan pemegang. Akhir perumahan sikat juga berisi bantalan rol, majelis ras luar, dan segel lemak. Sikat dan perakitan pemegang berisi dua kuas, dua mata air kuas, pemegang kuas, dan isolator. Setiap sikat terhubung ke terminal yang terpisah pejantan dan terisolasi dari tanah. Sikat dan perakitan pemegang mudah dibuang untuk pemeriksaan sikat atau tujuan pengganti.
31
Gambar 5-10 Rotor B. PEMELIHARAAN ALTERNATOR
Pemeliharaan alternator mengikuti prinsip-prinsip praktik baik mekanikal dan elektrikal dan harus dicapai sesuai dengan petunjuk perawatan yang diberikan dalam manual untuk setiap unit tertentu yang membutuhkan layanan. Secara umum, prosedur pembongkaran serupa dengan generator lain, Perawatan harus diambil untuk menjamin bahwa bagian-bagian yang ditandai dan diidentifikasi sedemikian rupa sehingga peralatan tersebut dapat dipasang kembali dengan benar. Gulungan rotor dapat diuji dengan ohmmeter atau kontinuitas tester. Pembacaannya diambil dengan probe uji instrumen yang diterapkan pada cincin slip. Perlawanan gulungan rotor harus relatif rendah dan dalam batas-batas yang ditentukan oleh pabrik. Landasan dari gulungan rotor dapat diuji dengan menghubungkan satu probe uji dari ohmmeter ke poros rotor dan TTT salah satu cincin slip. Pembacaan harus menunjukkan perlawanan yang tak terbatas. Jika aliran arus ditandai, rotor harus diganti. Gulungan stator dapat diuji dengan memeriksa antara stator dengan ohmmeter. Bacaan dalam setiap kasus harus berada dalam spesifikasi. Biasanya, bacaan akan menunjukkan resistansi rendah. Jika resistensi itu berada di atas atau di bawah batas yang ditentukan oleh pabrikan, stator harus kembali ditempatkan. Untuk menguji pembumian dalam gulungan stator, ohmmeter dihubungkan antara satu stator dan stator frame. ohmmeter harus menunjukkan nilai tahanan yang tak terbatas. Untuk menguji gulungan terbuka di stator, satu tes probe dari ohmmeter dihubungkan ke terminal tambahan atau ke sambungan pusat stator. Pengukur yang lain dihubungkanmasing-masing ke tiga stator utama, satu per satu. ohmmeter harus 32
menunjukkan kontinuitas dalam setiap kasus, dan resistensi harus dalam kisaran tertentu oleh pembuat. Sebuah inspeksi visual dari sebuah gulungan medan armature atau mungkin juga menunjukkan cacat. Jika kumparan menunjukkan tanda-tanda di atas pemanas atau berisi gulungan longgar, sirkuit korsleting atau kemungkinan salah. Ekstra hatihati saat melakukan uji ohmmeter cacat mungkin berubah dan sulit untuk mencari. Setiap stator atau rotor mengandung gulungan longgar harus diganti.
C. REGULATOR TEGANGAN
Tidak seperti generator dc, dc alternator hanya memerlukan dua sarana atau kontrol, pengatur tegangan dan arus limiter. Reverse cut-out relay saat ini tidak diperlukan, karena penyearah alternator itu menolak setiap aliran arus ke armature tersebut. The limiter saat ini untuk alternator dc adalah pemutus sirkuit sederhana. Regulator tegangan mungkin tipe bergetar seperti yang dibahas berkaitan dengan generator atau unit transistorized. Dalam kedua kasus, regulator tegangan mengontrol output alternator dengan memvariasikan input alternator itu. Secara khusus, regulator tegangan meningkatkan daya tahan sirkuit lapangan untuk mengurangi alternator itu menempatkan kami. Sebaliknya, penurunan resistensi sirkuit bidang akan meningkatkan output alternator itu. D. PENTRANSISTORAN REGULATOR TEGANGAN Salah satu jenis regulator tegangan relay transistorized berisi bidang yang memasok arus pada transistor transistor kontrol arus ke lapangan. Transistor tidak berisi bagian yang bergerak, sehingga terdapat titik kontak tidak akan gagal dan atau resistensi perubahan. Sebagai titik kontak jenis regulator getar menjadi titik akurasi menurun unit regulator dan akhirnya gagal, karena itu, regulator transistorized umumnya dianggap lebih akurat dan dapat diandalkan.
Beberapa regulator tegangan berisi relay lapangan untuk "mengaktifkan" regulator dan menggunakan transistor untuk mengatur tegangan output alternator. Salah satu contoh dari jenis regulator terdiri dari relay lapangan, transistor, regulator tegangan bolak-balik, dioda, dan resistor. Relay di psaran mirip dengan relay yang telah dijelaskan sebelumnya. Pada dasarnya relay adalah saklar elektromagnetik yang dikendalikan dan digunakan 33
untuk menghubungkan output alternator ke salah satu terminal bidang alternator. Sisi lain dari sirkuit lapangan dikontrol oleh transistor dan kumparan regulator tegangan. Kontrol bidang rangkaian regulator tegangan transistorized ditampilkan dalam bentuk yang disederhanakan pada Gambar 5-11. Dalam rangkaian relay lapangan dikontrol oleh saklar master alternator. Saklar master alternator sering satu-setengah dari saklar dual master. Sisi lain saklar solenoid kontrol, yang menghubungkan baterai pesawat ke bus. Ketika saklar master alternator tertutup, relay medan akan menutup dan menghubungkan koneksi basis transistor ke tanah pesawat (sambungan negatif). Dalam sistem khas ini akan memungkinkan sekitar 4,5 A mengalir melalui menjadi gulungan medan.
Gambar 5-11 Rangkaian regulator tegangan transistorized sederhana Dalam bahasan transistor dalam Bab 6, menjelaskan bahwa transistor pnp menjadi konduktor yang baik. Melalui bagian emitor-kolektor ketika sirkuit dasar memiliki bias negatif. Dalam kasus regulator di bawah, rangkaian basis membawa sekitar 0,35 A ketika pengatur tegangan kontak poin tertutup. Ketika tegangan alternator mencapai nilai yang disesuaikan regulator, regulator poin kontak yang dibuka oleh gaya magnet dari relay tegangan, sehingga memotong arus basis untuk transistor. Para kolektor emitor-bagian ketika menjadi non konduktif, dan lapangan saat ini diblokir. Tegangan alternator kemudian jatuh, dan regulator poin dekat lagi untuk memberikan bias untuk rangkaian transistor-base. Bidang saat ini kemudian dapat mengalir melalui transistor dan tegangan meningkat dengan siklus-nilai diatur ini berlanjut, dengan kontak regulator poin bergetar cepat (sekitar 2000 kali per detik) untuk menjaga tegangan alternator pada nilai yang diminta.
34
Dalam jenis ini regulator tegangan, transistor membawa arus medan (4,5 A), sedangkan titik kontak kontrol jauh lebih rendah saat ini (0,35 A). Dengan menerapkan suatu yang relatif rendah saat ini melalui titik kontak, keandalan regulator tegangan secara signifikan meningkat. Diagram alternator stator menunjukkan di mana alternating current dihasilkan di luar dan cincin Coll slip, di mana arus mengalir ke lapangan kumparan dan dioda penyearah enam. Ketika saklar master alternator ditutup, baterai dan alternator tersambung ke lapangan kumparan relay untuk menghasilkan medan magnet yang menutup kontak relay. Ketika ini terjadi, arus mengalir dari tanah, melalui rangkaian emitor-kolektor transistor kontrol dan terminal F1 regulator, dan ke terminal alternator F1. Setelah melewati medan alternator arus masuk terminal F2 regulator dan melewati titik kontak tertutup bidang-relay dan keluar terminal baterai BAT dari regulator. Dari titik ini mengalir ke positif (+) terminal alternator, melalui jaringan penyearah, dan ke tanah. Ketika medan arus bolak-balik alternator diberi energi, tegangan dc akan dikirimkan ke sistem dengan alternator, asalkanalternator sedang bekerja. Seiring dengan peningkatan arus tegangan alternator, arus melalui dua gulungan darikumparan regulator tegangan akan meningkat. Ketika tegangan mencapai nilai yang regulator disesuaikan, titik kontak di bagian regulator terbuka. Hal ini menurunkan arus basis-emitor transistor, dan transistor menurunkan arus ke bidang alternator. Dengan kontak poin terbuka, medan alternator menerima gulungan kurang lancar, dan tegangan alternator segera berkurang. Dengan output alternator rendah, spring di ujung lengan kontak menutup poin, dan siklus kembali ke sebelumnya. Tingginya tingkat getaran titik kontak menyediakan tegangan stabil, untuk semua tujuan praktis. Karena poin regulator tegangan kontak diadakan tertutup oleh musim semi, ketika tegangan berada di bawah nilai yang diinginkan, dan titik dibuka sebagai hasil dari tegangan alternator mencapai nilai ini, peningkatan ketegangan pegas akan menyebabkan tegangan alternator meningkat. Tegangan penyesuaian menjadi dengan memutar sekrup yang mengendalikan tarikan pagas.
35
Penting untuk dicatat bahwa poin pengatur tegangan kontak hanya membawa sekitar 0-35 A bila bidang alternator saat ini lebih dari 4 A. Pada regulator tanpa kendali transistor, medan penuh saat generator harus melalui titik kontak regulator. Sejak titik kontak bergetar yang terbakar karena ampere yang tinggi, penggunaan transistor memungkinkan untuk meningkatkan kerja titik kontak karena arus rendah yang melalui titik.
Pedal gas arus bolak-balik pada regulator tegangan dihubungkan ke terminal regulator F2 (titik tegangan positif) dan melalui sebuah resistor dan titik kontak ke tanah. Oleh karena itu arus bolak-balik ini akan kurang lancar saat kontak poin terbuka. Efek dari pengaturan ini adalah untuk mengurangi tarik magnetik di kontak segera setelah titik kontak yang terbuka sehingga membuat pegas lebih efektif dalam penutupan mereka lagi. Ketika titik kontak ditutup, efek magnetik dari akselerator arus bolak-balik akan ditambahkan ke gaya magnet total poin dan membuka
kembali
dengan
cepat.
Pengaruh
akselerator
arus
bolak-balik
menyebabkan titik kontak untuk bergetar (membuka dan menutup) jauh lebih cepat daripada dengan menggunakan kumparan shunt saja. Ini adalah alasan untuk jangka akselerator berliku. Dioda dalam regulator terhubung secara langsung di bidang berliku. Jika tegangan membuka kontak tanpa dioda dalam rangkaian ini, tiba-tiba gangguan arus medan dan tegangan tinggi yang mengakibatkan induksi di gulungan medan akan rusak atau menghancurkan transistor daya. Dioda dihubungkan sedemikian rupa untuk meminimalkan resistensi yang tinggi terhadap apapun dari tegangan dan daya rendah untuk setiap tegangan polaritas terbalik. Tegangan tinggi diinduksi di bidang relay, sebagai tegangan dioda sehingga setiap arus pendek akan diproduksi dengan cara ini. The korsleting saat ini dihasilkan dengan cara ini. Oleh karena itu arus korsleting tidak dapat merusak transistor. Dalam penggunaan transistor, penting untuk diperhatikan bahwa suhu tinggi dapat menyebabkan fungsi yang tidak tepat dan kerusakan permanen pada transistor. Digunakan dengan regulator tegangan atau dalam sirkuit lainnya harus disimpan pada suhu operasi yang aman. Transistor digunakan dengan regulator tegangan biasanya memiliki basis logam berat, yang bertindak sebagai sink panas untuk membawa panas dari elemen aktif. Dalam setiap instalasi suhu operasi maksimum yang aman untuk transistor
36
harus diketahui, dan ketentuan harus dibuat untuk menjamin bahwa suhu ini tidak terlampaui. Beberapa pesawat utilizize lampu indikator untuk menunjukkan kapan alternator tidak mengisi daya baterai. Salah satu contoh dari jenis sistem menggunakan pengatur tegangan tiga-terminal, sebuah relay medan eksternal, dan lampu indikator. Pemeriksaan baterai ini ke relay-gulungan medan dan menyebabkan kontak menutup. Baterai juga dihubungkan ke lampu indikator. Rangkaian lampu indikator selesai ke tanah melalui titik kontak relay lampu indikator. Titik-titik ini tertutup ketika relai menutup ketika saklar master alternator dihidupkan, baterai terhubung ke bidang alternator berkelok-kelok. Tegangan keluaran alternator kemudian membuka relay lampu indikator, sehingga mematikan lampu indikator. Solid-State Voltage Regulator Diagram sirkuit untuk mengilustrasikan operasi regulator tegangan sepenuhnya solidstate ditunjukkan pada Gambar 11-12. regulator ini tidak memiliki bagian yang bergerak dan umumnya dianggap lebih handal. Dalam deskripsi yang berikut, setiap item akan dijelaskan dalam hal arus aktual dari negatif ke positif. Misalnya, ketika baterai furnishing saat ini ke rangkaian, arus mengalir dari terminal negatif (ground) melalui rangkaian ke terminal positif baterai. Bila daya baterai sedang diisi, saat ini adalah berikut ini ke terminal negatif baterai dan keluar dari terminal positif. Dalam rangkaian Gambar 5-12, ketika saklar master alternator ditutup, baterai dan alternator terhubung ke
Gambar 5-12 Skema dari alternator dan regulator tegangan dc transistorized Relay dan melalui relay ke terminal positif (A) dari regulator. Ada saat sirkuit yang lengkap dari tanah melalui resistor R2, dasar transistor dayaTR1, dioda D1, dan resistor R1 dan kembali ke baterai dan terminal positif alternator. Jika output dari alternator tersebut
37
berada di bawah tegangan yang regulator adalah ditetapkan, transitor TR1 akan memiliki bias maju, dan arus akan mengalir dari terminal F1 dari alternator ke terminal F dari regulator dan melalui rangkaian emitor-kolektor TR1. sirkuit lengkap melalui D1, R1, dan relay untuk alternator. Arus ini aliran excites bidang alternator, dan output alternator pejantan dengan cepat ke tingkat yang diinginkan. Pada rangkaian dari tanah melalui R6, R5, dioda zener,R3, dan R1, ke A. Ada juga sebuah rangkaian dari dioda zener melalui rangkaian emitor-basis TR2 kontrol dari transistor dan melalui R1 ke terminal A regulator. Dioda zener menghambat aliran arus dari R5 sampai tegangan antara tanah dan A mencapai sekitar 14,5 V. Pada titik ini dioda zener mulai melakukan dan menerapkan bias maju melalui rangkaian emitor TR2-basis, transistor kontrol. TR2 kemudian menjadi konduktif, dan arus mengalir dari tanah melalui R2, TR2, dan R1 dan keluar A. Efekini adalah hubungan pendek rangkaian emitor-basis TR1, dan ini menyebabkan TR1 untuk menghentikan konduktif, dan arus mengalir melalui bagian emitor-kolektor dari R2 tanah, TR2, dan R1 dan keluar A. Efek dari ini adalah untuk pendek sirkuit sirkuit emitor-basis TR1, dan ini menyebabkan TR1 berhenti melakukan arusmedan untuk alternator. Tegangan alternatorsegera turun, dan berhenti melakukan dioda zener, sehingga menghapus bias maju dari TR2, yang juga berhenti melakukan. Hal ini kembali bias ke depan untuk TR1, yang dibintangi melakukan arus medan lagi, dan mengulang siklus. Siklus ini berulang-ulang sekitar 2000 kali persecond, sehingga menghasilkan tegangan resonably stabil sekitar 14,5 V dari alternator. Transistorized Voltage Regulator Operating Theory Dua titik kunci untuk memahami sehubungan dengan operasi transistorized regulator tegangan adalah dioda zener oparation dan kontrol kekuasaan oleh transistortransistor kontrol. Dioda zener dapat dibandingkan dengan releifvalve yang terbuka didiberi tekanan dalam sistem hidrolik. Ketika dioda zener melakukan saat ini, menyebabkan transistor kontrol untuk mematikan transistor daya. alasan bahwa transistor control bisa menghentikan aliran arus melalui rangkaian emitor-basis dari transistor daya adalah bahwa ada perbedaan tegangan turun di seluruh rangkaian emitor-basis dari duatransistor saat emitor-basis sirkuit transistor adalah melakukan kontrol. Dioda D1 menyebabkan penurunan sekitar 1-V di potensial di sirkuit emitor-basis kekuasaan yangtransistor ketika kontrol sirkuit yang melakukan. Ketika rangkaian emitor-kolektor daritransistor mulai melakukan kontrol, tidak ada drop tegangan yang cukup dikontrol transistor, maka bias resevse 1-V menjadi efektif di seluruh basis-emitorrangkaian transistor daya. Hal ini, Cours, menghentikan emitor-basis kekuasaan saat ini di transitor.
38
Penyesuaian tegangan output alternator dicapai melalui R5 resistor variabel. Perubahan pada resintance dari resitor ini akan mengubah tingkat tegangan pada zener
dioda, sehingga menaikkan atau menurunkan tingkat tegangan output alternator yang diperlukan untuk menyebabkan dioda zener untuk bekerja. R resistor, dan kapasitor Cr bertindak untuk mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk tegangan lapangan untuk beralih antara nilai maksimum dan minimum. Hal ini untuk mencegah lebih panas dari transistor. Kapasitor C, mengurangi variasi tegangan yang muncul di atas resistor R dan R, sehingga regulator yang lebih akurat. Resistor R, mencegah kebocoran arus dari emitor ke kolektor pada transistor kontrol. Resistor R adalah tipe khusus yang dianggap sensitif temperatur-tindakan untuk meningkatkan tegangan alternator sedikit pada suhu yang lebih rendah. Ini membantu dalam mempertahankan biaya yang memadai saat ini untuk operasi suhu-rendah. Dioda D, bantuan dalam mengontrol aliran arus medan sebagai transistor daya dengan cepat mengubah arus medan dan mematikannya. Ada banyak regulator tegangan modern yang juga memantau tegangan sistem nilai-nilai yang tidak benar. Alternator Cessna unit kontrol (ACU). ACU ini tidak hanya mengatur tegangan output alternator tetapi juga mematikan sistem pengisian jika kondisi tegangan lebih ada. ACU juga mengontrol cahaya tegangan rendah. yang menerangi apabila dalam hal terjadi kegagalan sistem pengisian. ACU biasanya mempertahankan sistem tegangan antara 28,4V dan 28.9V.Hal ini dilakukan dengan mengubah resistansi sirkuit lapangan melalui ACU. jika naik tegangan sistem di atas 28,9 V, ACU secara otomatis membuka lapangan sirkuit alternator dan menutup dari alternator. Hal ini pada gilirannya membentuk kondisi tegangan rendah (tegangan baterai saja) dan menyebabkan lampu peringatan bertegangan rendah untuk menerangi. Jika tegangan sistem harus turun di bawah 25.2V, peringatan tegangan rendah penerangan akan menyala. Rangkaian peringatan tegangan rendah dapat diuji dengan memutar pada beban berat, seperti panas pitot dan arahan cahaya, dan sesaat mematikan saklar master alternator. Sementara sistem operasi tegangan hanya pada baterai, sensor
39
tegangan rendah harus menerangi. beban harus diterapkan untuk tes ini. Untuk memastikan bahwa tegangan baterai di bawah 25.2V.
GAMBAR 5 -13 Sebuah unit kontrol alternator.
Troubleshooting sebuah Sistem Alternator DC Khas prosedur untuk mengatasi masalah sistem alternator cahaya-pesawat dapat ditemukan dalam bagian listrik dari manual perawatan pesawat. Harus diingat bahwa ada variasi dengan sistem yang berbeda, maka penting untuk berkonsultasi produsen dalam instruksi untuk sistem tertentu. Aturan umum untuk ingat dalam semua kasus adalah bahwa tegangan alternator dikendalikan dengan memvariasikan jumlah arus medan eksitasi. Regulator tegangan ada bisa kedepan akan dengan melewati arus medan memasok langsung ke alternator. Jika mesin dijalankan sementara regulator dilewati, alternator harus menghasilkan tegangan output yang relatif tinggi. MENYADARI PERBEDAAN ANTARA PESAWAT DAN OTOMATIS PERBANDINGAN ALTERNATOR MENGGUNAKAN A BELT FORD – DRIVEN 12 V ATAU UNTUK ALTERNATOR 24V Pesawat alternator termasuk fitur tidak ditemukan pada otomotif alternator. 1. Meskipun alternator adalah birotational. mesin pesawat gilirannya kebalikan dari otomotif. Ini berarti kipas harus miring ke arah yang berlawanan. juga katrol dan ukuran sabuk bervariasi karena ada dalam hal kecepatan. 2. melalui baut adalah sebuah kekuatan tarik lebih tinggi memanfaatkan perangkat antirotational dalam bentuk tab kunci. Dioda penyearah memiliki tugas berat dengan tegangan tinggi dan kapasitas arus listrik. Juga, satu menggairahkan pada 90 PIV dan yang lainnya di 150 PIV. Radio penekanan dirancang untuk frekuensi 108 dan atas, yang merupakan VHF, dan 108 dan ke bawah, yang FMband.
40
3. 4.
5.
6.
7.
Sikat memiliki kandungan grafit lebih tinggi dan mereka memanfaatkan plite timah di sikat mengarah untuk mencegah korosi. stator adalah dari Delta angin dan bukan "Y''angin, dan tidak menggunakan terminal stator. Unit pesawat juga membawa" H "isolasi. yang mampu 200o C entigrade. Hal ini juga dinilai pada 60 ampere, bukan 55. Rotor memiliki poros lebih pendek dan ukuran benang yang lebih kecil. Karena rotasi berlawanan, adalah luka dalam arah yang berlawanan. Hal ini juga menggunakan "H" isolasi dan pernis Havel. Bagian depan dan belakang rumah adalah sama dengan otomotif. Dengan ini descrifsi singkat, saya berharap saya telah memperjelas Anda tentang perbedaan antara pesawat dan otomotif alternators. Unit otomotif di dalam pesawat terbang menciptakan potensi bahaya keamanan, serta kehidupan yang pendek dan tidak reliabel alternator. Jika Anda mencurigai unit otomotif di pesawat terbang, cek dengan pesawat terdekat Anda disetujui FAA-toko aksesori atau lokal Anda FAA Aviation Umum Kantor Distrik.
CATATAN: Artikel di atas telah disampaikan oleh FAA Pesawat sertifikat Aksesori Shop. Jika tidak ada tegangan yang dihasilkan selama tes ini. Itu alternator atau sirkit terkait rusak. Semua radio dan sensitif peralatan elektronik harus dimatikan selama ini tes untuk memastikan perlindungan mereka dari kondisi tegangan lebih. Setiap kali troubleshooting rangkaian alternator, ingat bahwa tegangan output alternator harus sedikit lebih tinggi daripada tegangan baterai. Jika alternator dihidupkan dan tegangan bus gagal meningkatkan sekitar 2-4 V di atas baterai tegangan, sistem pengisian atau sirkit terkait rusak. Pengukuran ini biasanya dilakukan volrage antara pesawat bus utama dan tanah. Jadilah Awart. Meskipun ada beberapa kesamaan antara beberapa altemators pesawat dc dan alternatcirs otomotif, mereka berbeda. Otomotif alternator dan tegangan BI tidak harus diganti untuk komponen pesawat. Ini menggambarkan beberapa perbedaan antara alternator pesawat dan alternator otomotif. Saat memasang penggantian bagian pada setiap pesawat, selalu menggunakan unit FAA-disetujui. High output alternator brushless (Generator) Output alternator brushless tinggi dikembangkan untuk tujuan menghilangkan beberapa masalah alternator yang mempekerjakan slip cincin dan sikat untuk membawa exciter saat ini ke bidang berputar. High output alternator sering disebut sebagai generator ac. Ketika sistem ac dibahas, dua istilah, alternator dan generator, sering dianggap sama. Maksud dibuatnyateks ini, istilah generator ac dan alternator ac akan digunakan secara bergantian selama diskusi. Diantara keuntungan dari alternator brushless adalah sebagai berikut: 1. Lebih rendah biayapemeliharaan, karena tidak ada sikat atau slip memakai cincin. 2. Tinggi stabilitas dan konsistensi output, karena variasi resistansi dan konduktivitas pada sikat dan cincin slip dieliminasi.
41
3. Kinerja yang lebih baik di tempat yang tinggi, karena pencetusan di sikat tereliminasi. Teori di balik alternator brushless adalah dengan menggunakan induksi elektro magnetik untuk mentransfer arus dari komponen stasioner generator untuk komponen yang berputar. Inducer sistem brushless saat ini ke dalam menggunakan baris fluksi magnet. Prinsip ini menghilangkan kebutuhan untuk kontak berputar slip cincin dan sikat. Biasanya, alternator brushless menggunakan tiga fase, adalah 120 V, sedangkan tegangan pada setiap dua terminal output utama adalah 208 V. Ini diilustrasikan pada Gambar 11-20. Satu terminal dari setiap stator yang terpisah berliku terhubung ke tanah, dan terminal lainnya gulungan merupakan terminal keluaran utama. Untuk biskuit yang membutuhkan pesawat 115/120 v, berbagi kekuasaan tunggal, sirkuit yang terhubung antara satu saham utama dan tanah. Untuk tiga fasa sirkuit berbagi kekuasaan seperti untuk motor, semua berbagi tiga utama yang terhubung ke motor.
Gambar 11-14 Hubungan belitan stator untuk sebuah alternator ac Modern alternator brushless yang disebut juga Permanent Magnet Generators (PMGs). PMGmendapatkan namanya dari magnet permanen dalam generator, yang memulai produksi tenaga listrik. Seperti yang terlihat pada gambar 11-15, sebenarnya ada tiga generator terpisah dalam satu kasus:(1) generator magnet permanen, (2) generator exciter, dan (3) generator utama. Setiap tiga unit adalah bagian yang penting saya alternator brushless modern. Magnet permanen, yang terhubung dengan rotor, digunakan untuk menginduksi arus bolak ke armature stasioner tiga phasa PMG berkelok-kelok (gambar 11-15). Generator Control Unit (GCU) rectifies 1200 Hz angker sebuah ac saat ini dan mengirim tegangan dc ke bidang exciter berliku. Bidang exciter inducer arus bolak ke armature exciter. The exciter armature terhubung ke arus langsung dan mengirimkan arus ke bidang generator utama. The inducer utama lapangan tegangan ac ke armature generator utama. Armature generator utama adalah berbagi tiga berliku yang produser 120 volt di phasa tunggal dan 208V di dua fasa. angker ini dihubungkan ke terminal keluaran generator dan pemasok tenaga listrik untuk sistem pesawat. Seperti yang terlihat sosok 11-15, yang GCU monitor output generator utama dan pada gilirannya mengatur bidang exciter saat ini yang diperlukan. output generator Dia lebih diperlukan, GCU akan meningkatkan medan exciter saat ini, pada gilirannya, meningkatkan output exciter armature dan bidang utama saat ini.
42
Bidang utama kuat akan meningkatkan output armature utama. output generator kurang diperlukan, yang GCU akan melemahkan medan exciter saat ini, dan keluaran generator akan berkurang.
Gambar 11-15 GCU Seperti yang terlihat pada gambar 11-15, GCU memonitor keluaran generator utama dan pada gilirannya mengatur bidang exciter pada saat yang diperlukan. Jika banyak keluaran generator diperlukan, maka GCU akan menambah arus dari medan pembangkitan, ini akan, penambahan keluaran armature exciter dan medan arus utama. Bidang utama kuat akan meningkatkan output armature utama. Jika keluaran generator kurang diperlukan, yang GCU akan melemahkan medan exciter saat ini, dan keluaran generator akan berkurang. Pengatur Kecepatan Seimbang Dalam sistem tenaga ac biasanya diperlukan untuk menjaga kecepatan cukup konstan di generator ac. Hal ini karena frekuensi generator ac ditentukan oleh kecepatan yang didorong. Hal ini sangat penting untuk menjaga kecepatan generator yang seimbang dalam instalasi generator yang beroperasi secara paralel. Dalam hal ini adalah mutlak penting bahwa kecepatan generator dijaga seimbang dalam batas sangat dekat. Dalam rangka memberikan operasi generator konstan kecepatan dalam sistem modern listrik ac, adalah praktek umum untuk menggunakan drive berkecepatan konstan (CSD), seperti yang diproduksi oleh Perusahaan Sundstrabd. CSD unit diproduksi di banyak desain cocok dengan berbagai aplikasi. Prinsip operasi untuk semua CSDs pada dasarnya sama. Sistem CSD lengkap terdiri dari roda gigi diferensial aksial (AGD), yang output kecepatan relatif terhadap kecepatan masukan dikendalikan oleh seorang Gubernur-jenis kelas terbang yang mengontrol variabel-pengiriman pompa hidrolik. Pasokan tekanan pompa hidrolik ke hidrolik motor, yang bervariasi rasio input ke rpm rpm output untuk AGD dalam rangka mempertahankan output konstan rpm untuk mengusir generator dan mempertahankan frekuensi ac 400 Hz. Sebuah generator ac drive assembly khas dan kecepatan konstan ditunjukkan pada gambar 11-16. Dalam pandangan ini CSD berada di ujung kiri perakitan, dan generator adalah di
43
ujung kanan. Generator didinginkan oleh semprotan minyak yang disampaikan oleh bagian CSD. CSDs Sebagian besar dilengkapi dengan melampirkan cepat / detach (QAD) adaptor. Unit ini memungkinkan teknisi untuk menghapus mengganti generator dan perakitan LPP dalam hitungan menit. Cincin QAD sudah terpasang untuk CSD dengan cara beberapa baut melalui flens mounting. Untuk menghapus generator dari pesawat, satu-satunya harus melepaskan QAD menggunakan salah satu pengikat. Teknik mounting memungkinkan untuk perbaikan jalur cepat dari aircrafthas yang memiliki generator rusak CSD. Sebuah suhu operasi normal untuk minyak pendingin sekitar 200oF. Dalam rangka mempertahankan kapasitas pendinginan yang benar, level minyak harus dipantau secara berkala. Segelas penglihatan, seperti yang ditunjukkan pada gambar 11-16, digunakan pada kecepatan konstan driver paling untuk memungkinkan teknisi pemeriksaan cepat tingkat minyak. Dalam kasus rugi oiil dalam pesawat atau kondisi overtemperature, indikator peringatan akan menyala pada flightdeck tersebut. Dalam situasi ini, CSD harus segera melepaskan dan diperiksa setelah pendaratan. Kebanyakan unit-konstan kecepatan drive dilengkapi dengan drive-generator elektrik diaktifkan lepaskan mekanisme. Putuskan pasangan ini poros input CSD ke spline input CSD. CSD memutuskan yang dioperasikan secara manual dari flightdeck pesawat atau secara otomatis oleh unit kontrol generator. Pemutusan adalah aktifnya kegagalan dalam suatu sistem dari generator. Menggabungkan Kerja Generator Menggabungkan kerja generator (IDG) adalah sebuah cara menghasilkan tenaga listrik ac. Seperti diilustrasikan dalam gambar 11-17, yang berisi baik IDG generator dan CSD dalam satu unit. Konsep ini membantu untuk mengurangi kedua berat dan ukuran sistem dua-unit sederhana.
GAMBAR 11-16 Drive berkecepatan konstan khas dan perakitan generator.
44
Gambar 11-17 Generator drive terintegrasi ukuran sistem dua-unit tradisional. CSD, berisi hidrolik unit trim dan perakitan diferensial, mengubah variabel rpm mesin untuk mempercepat masukan alternator 12.000 rpm. alternator lama biasanya memutar di 8.000-9.000 rpm. Kenaikan 30 persen dalam kecepatan alternator, bersama dengan fitur pendinginan ditingkatkan, ini memungkinkan adanya pengurangan dalam ukuran alternator tanpa penurunan daya output. IDG pada banyak Boing 757 pesawat diproduksi oleh Perusahaan Sundstrand. Unit ini mampu menghasilkan 90 kilovolt-ampere (kVA) terus menerus, 112,5 kVA kelebihan beban 5-min, dan 150 kVA untuk kelebihan beban 5-s. Tegangan output 120 V ac pada 400 Hz. Ini si IDG ditunjukkan pada Gambar 11-18. Tiga sub rakitan listrik membentuk generator (alternator) sebagian IDG ini: permanen magnet generator (PMG), generator exciter dan perakitan penyearah, dan generator utama. ini menghasilkan (alternator) bergerak dalam cara yang sama seperti dijelaskan sebelumnya PMG Generator-Pendingin Karena ukuran kompak, generator ac paling membutuhkan beberapa sarana pendinginan selama operasi. Tua dan / atau kurang pembangkit listrik-FUL biasanya didinginkan dengan cara paksa melalui udara ram unit. Sistem yang lebih baru menggunakan minyak sebagai agen pendingin. Minyak tersebut dikirim dari CSD melalui generator dan kemudian melalui udara / axchanger minyak panas. Udara dingin minyak, yang sekali lagi bersepeda melalui CSD dan generator. Penggunaan pendingin minyak memungkinkan kecepatan yang lebih tinggi rotor dalam bagian genarator. Sebuah rotor kecepatan yang lebih tinggi berarti generator, lebih ringan lebih kompak. Generator-Control-Unit Pesawat daya sistem kontrol listrik termasuk fungsi seperti pengaturan tegangan, membatasi arus, perlindungan untuk tegangan out-of-toleransi dan kondisi frekuensi, dan alterting awak. Komponen utama yang digunakan untuk melakukan fungsi ini disebut kontrol unit pembangkit (GCU) mengatur keluaran generator dengan merasakan tegangan sistem pesawat dan regulator kemudian mengirimkan sebuah arus disesuaikan dengan bidang exciter tegangan output generator-utama.
45
Gambar 11-18 Generator drive terintgrasi sebuah drive flange adafter dan melampirkan cepat/detach(qad) cincin.
Gambar 11-19 Has kontrol unit pembangkit (GCU) Perlindungan sirkuit memonitor berbagai parameter sistem listrik termasuk tegangan lebih dan kondisi arus lebih, frekuensi, sequnce fase, dan perbedaan arus. Jika occours kesalahan, sirkuit perlindungan kemudian mengoperasikan relay listrik yang sesuai untuk memisahkan komponen yang rusak. Dalam hal kegagalan sistem generator, kerugian indra CGU sebagian tenaga listrik dan secara otomatis dan mengirimkan sinyal yang sesuai ke unit bus power control (BPCU). Dalam acara ini akan secara otomatis mengisolasi BPCU generator rusak dan menyambung kembali bus beban ke sumber listrik. power control unit Bus akan dibahas secara lebih rinci dalam Bab 12. INVERTERS Sebuah inverter adalah alat untuk mengubah arus searah menjadi arus bolak pada frekuensi dan tegangan yang diperlukan untuk tujuan tertentu. sistem tertentu dan peralatan listrik di dalam pesawat terbang atau sistem elektronic memerlukan 26-V 400 Hz power ac, dan lainnya memerlukan daya 115-V 400 Hz. Untuk memberikan kekuatan ini, itu sering perlu untuk mempekerjakan-inverter. Inverter biasanya digunakan pada pesawat besar untuk situasi darurat saja. Dalam hal ini udara kerajinan mempekerjakan ingine-driven generator (alternator) untuk catu daya ac yang dibutuhkan selama kondisi operasi normal. Jika semua generator ac harus gagal, inverter kemudian akan digunakan untuk mengkonversi daya baterai ke listrik ac dc tersedia untuk-beban-ac-penting.
46
Banyak pesawat ringan menggunakan inverter satatic selama kondisi operasi normal. ini membutuhkan pesawat yang relatif kecil dan oleh karena itu arus bolak-driven menggunakan mesin generator dc atau alternator sebagai sumber daya utama listrik mereka. Pesawat inverter gunakan untuk mendapatkan alternating current mereka butuhkan mencakup Beechcraft King Air, yang paling Cessna 421 dan 310 pesawat, dan pesawat jet bisnis yang kecil, seperti di Jet, Lear 23 ini menggunakan pesawat alternating current kekuasaan berbagai komponen, termasuk mesin instrumen, dipanaskan, kaca depan, dan hanya layak bila dioperasikan oleh kekuasaan ac, sehinggainverter sangat penting. Ada dua tipe dasar inverter, putar dan statis. pesawat modern menggunakan inverter statis karena kehandalan, efisiensi, dan berat menyimpan lebih dari rotary inverter. Rotary-Inverter Selama bertahun-tahun inverter jenis-jenis hanya khusus motor-generator, yaitu motor kecepatan konstan digunakan untuk didorong suatu alternator yang dirancang untuk menghasilkan jenis tertentu daya yang-diperlukan. Sebuah inverter rotari tipikal ditunjukkan pada Gambar 11-20. Bagian rotary unit ini terdiri dari motor dc dan alternator adalah dinamis balancedand sudah terpasang pada poros yang sama. Fans juga dipasang di poros untuk providefor pendingin udara. Suatu senyawa, empat tiang, lapangan kompensasi berkelok-kelok dan angker gelombangluka yang untilized di motor. Sebuah peredam berliku di kutub menonjol dari bantuan dalam menjaga waveshave alternator output dalam kondisi operasi satu-fasa. Inverter ini khusus menggunakan tegangan input 26-29 V dc. Output adalah 115 V, fasatunggal, 115 V, tiga-tahap; dan 200 V, tiga-fasa. Frekuensi adalah 400-Hz-musuh-semuatahap. Pemeliharaan inverter rotari mirip dengan yang untuk motor dan generator. Pemeliharaan pratices tercantum dalam pemeliharaan manufaturer atau layanan-manual. Kotak kontrol di atas inverter tidak boleh dibongkar di lapangan. Jika tampaknya rusak, seluruh
Gambar 11-20 sebuah inverter rotary inverter harus dikirim ke sebuah bengkel yang dilengkapi untuk melakukan pekerjaan listrik dan elektronik dan banyak pengujian yang diperlukan.
Static-Inverter Sebuah statis, atau solid-state, inverter melayani fungsi yang sama seperti inverter lainnya.
47
Namun, tidak memiliki bagian yang bergerak dan karena itu kurang tunduk pada masalah perawatan dari rotary inverter. Sirkuit internal dari standar constaint inverter listrik statis dan komponen elektronik seperti dioda kristal, transistor, kapasitor, dan trafo. Melalui rangkaian osilator, inverter mengembangkan frekuensi 400 Hz untuk yang dirancang. Arus ini melewati trafo dan disaring untuk menghasilkan waveshape tepat dan tegangan. Unit ditunjukkan pada Gambar 11-21 memanfaatkan sebagai tegangan input 18-30 dc V dan menghasilkan output 115-V satu fasa-alternating current dengan frekuensi 400 Hz. unit Berat £ 18,5 (8,4 kg). Inverter statis mudah dihapus untuk pengujian. Jika mereka membutuhkan perbaikan, mereka harus dikirim ke fasilitas disetujui yang diperlengkapi untuk melakukan pekerjaan yang diperlukan.
Gambar 11-21 Static Inverter Karena miniaturisasi komponen elektronik, inverter statis telah menjadi relativitas kecil dan ringan. Ini telah memungkinkan untuk pesawat udara mesin cahaya-tunggal untuk mempekerjakan sistem listrik ac. Sebuah electroluminescent (EL) panel ringan-efisiensi sistem pencahayaan powered by alternating current. Panel tersebut dibuat dari bahan fosfor laminasi antara dua lapisan plastik yang jelas, seperti yang ditunjukkan pada gambar 11-28. Yang bersinar bahan fosfor ketika terhubung ke tegangan ac. Lapisan plastik depan dicat hitam kecuali stensil huruf atau angka yang sesuai ditempatkan. Huruf dan angka sehingga tetap jelas untuk mentransmisikan cahaya dari bahan fosfor bercahaya. KECEPATAN BERVARIASI KEKUATAN SISTEM FREKUENSI KONSTAN Dalam upaya untuk menyederhanakan dan meningkatkan produksi kekuatan untuk pesawat terbang dan pergi dari kebutuhan untuk hidro-konstan kecepatan drive mekanis, sejumlah sistem telah diciptakan untuk memproduksi 400 Hz tenaga listrik tiga fase melalui sirkuit
48
elektronik. Ini telah dimungkinkan oleh kemajuan besar dalam teknologi solid-state dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir. Variable Speed sistem frekuensi konstan kekuasaan biasanya disebut sebagai sistem VSCF. Pada dasarnya, sistem menggunakan generator digerakkan dengan kecepatan variabel, sehingga menghasilkan output produksi variabel-frekuensi. Kecepatan rotasi dari generator merupakan fungsi langsung dari rpm mesin. Tidak drive kecepatan konstan (CSD) mekanisme diperlukan untuk sistem VSCF. Penghapusan CSD mekanik meningkatkan keandalan sistem dan menawarkan fleksibilitas lebih pada instalasi generator. variabel-frekuensi keluaran generator yang saat ini diubah menjadi frekuensi konstan 400 Hz alternating current melalui sirkuit solid-state. Hal ini membuat daya listrik yang cocok untuk digunakan udara kerajinan. Beberapa pesawat militer saat ini menggunakan sistem VSCF sebagai primer dan sekunder sumber daya ac. VSCF sistem juga ditemukan pada Boeing 737-300, 400, dan 500 komponen elektronik komersial airliners.Utilizing negara-of-the-art, sistem VSCF meningkatkan keandalan atas unit mekanik-hidrolik dari drive-kecepatan konstan. Satu sistem VSCF diproduksi oleh perusahaan Sundstrand memiliki bagian yang bergerak, pompa minyak dan generator rotor. Tidak ada bagian lain memakai memerlukan pemeriksaan berkala. Sebuah terobosan besar dalam desain komponen untuk sistem VSCF adalah dikembangkan dari transistor 600 Tenaga ditunjukkan pada Gambar 11-22 transistor ini telah memungkinkan VSCF sistem yang mampu output 110 Kva.
Gambar 11-22 Sistem VSCF juga menawarkan fleksibilitas yang lebih besar dari satu CSD khas dan generator masih harus dipasang dengan mekanisme drive mesin, namun kontrol dari sistem VSCF dapat dipasang hampir di mana saja di pesawat. Penghapusan dari CSD karena itu memungkinkan untuk nacelle mesin kompak. Majelis daya tinggi dalam Gambar 11-23; dan Gambar 11-24 menunjukkan tampilan bawah tiang listrik modular. Seperti yang terlihat dalam gambar ini. 600-A transistor daya sudah terpasang dalam satu tumpukan dan, dalam kasus ini, mampu keluaran 60-Kva. Gambar 11-25 adalah diagram blok yang menunjukkan unsur-unsur utama sistem VSCF ditemukan pada pesawat Boeing 737. Brushless generator ac mirip dengan yang dijelaskan sebelumnya, namun karena didorong langsung oleh mesin kecepatan rotasi dan frekuensi keluaran akan bervariasi sebagai kecepatan mesin bervariasi. Kekuatan tiga fase variabel diumpankan ke penyearah gelombang penuh dalam konverter VSCF, di mana ia berubah menjadi arus searah dan disaring. Arus ini langsung diumpankan ke rangkaian inverter, di mana dibentuk menjadi output gelombang persegi yang dipisahkan yang dijumlahkan untuk menghasilkan tiga fase 400 Hz alternating current. Fungsi converter VSCF adalah sama
49
dengan yang inverter statis khas. Generator konverter kontrol unit (GGCU) menyediakan kontrol VSCF dan perlindungan melalui penggunaan pengatur tegangan dan built-in sirkuit tes. B-737 VSCF komponen yang didinginkan dengan cara, minyak semprot untuk generator, minyak semprot dan memaksa udara untuk generator, minyak semprot dan memaksa udara untuk perakitan konverter, dan konveksi pendinginan untuk GCCU. Sistem ini menghasilkan 115/220 V tiga fase 400 Hz ac dan mampu keluaran 60-Kva terus-menerus, atau 80-Kva selama 5 s. batas berkisar dari 75 sampai 95 lag memimpin konverter generator, dan GCCU bersama-sama berat hanya £ 145 (65,8 kg). The maintainability dari sistem VSCF di ditingkatkan melalui sistem alat isyarat pesawat menggunakan salah dan built-in peralatan uji terletak langsung pada perakitan konverter. Built-in test (BIT) dengan fitur desain beroperasi pada dua tingkat. teknisi garis Penerbangan menggunakan tingkat pertama mengaktifkan tombol pada unit. Terdekat untuk mengaktifkan dua lampu berlabel "kesalahan VSCF terdeteksi" dan perjalanan pesawat fase terbuka "tes ini akan menginformasikan teknisi jika komponen VSCF atau kabel pesawat. Tingkat uji kedua digunakan oleh teknisi memperbaiki sistem VSCF sekali telah dihapus dari pesawat udara. Saat ini, sistem VSCF sedang digunakan terbatas, namun jika diproyeksikan keandalan dan biaya operasional yang akurat, sistem VSCF akan menjadi kekuatan generasi sistem pasokan listrik untuk pesawat terbang modern. Pemeliharaan dari sistem VSCF ini ditingkatkan melalui penggunaan alat isyarat kesalahan sistem pesawat dan built-in peralatan uji yang terletak langsung pada perakitan konverter. Built-in test (BIT) fitur ini dirancang untuk beroperasi pada dua tingkat. Panduan penerbangan bagi teknisi menggunakan tingkat ujian pertama dengan mengaktifkan sebuah tombol pada unit. Terdekat untuk mengaktifkan dua lampu berlabel "VSCF kesalahan terdeteksi" dan "Pesawat terbuka tes tahap perjalanan. Hal ini akan menginformasikan teknisi jika kesalahan terletak pada komponen VSCF atau kabel pesawat. Tingkat pengujian kedua digunakan oleh teknisi untuk memperbaiki sistem VSCF setelah itu dihilangkan dari pesawat.
GAMBAR 11-22 subassemblies utama sistem VSCF. ( Westinghouse Electric corporation electric)
50
Gambar 11-23
Gambar 11-24
Saat ini, sistem VSCF sedang digunakan terbatas, namun, jika diproyeksikan keandalan dan biaya operasional yang akurat, sistem VSCF akan menjadi generasi pemasok sistem tenaga listrik berikutnya untuk pesawat terbang modern. Gambar 11-33 Perakitan inverter daya pada sistem VSCF. ( Westinghouse Electric Corporation) Gambar 11-34 Daya utama dari tiang perakitan inverter VSCF. ( Westinghouse Electric Corporation)
VARIABLE FREQUENCY 3ø AC BRUSHLESS AC GENERATOR
DC YANG TERFILTER CRYSTAL-DIODE PENYEARAH GELOMBANG PENUH DENGAN FILTER
SENSOR TEGANGAN
PENGKONVERSIAN CIRCUITRY
A B C N
3ø AC 400 Hz
REGULATOR TEGANGAN
GAMBAR 11-25 Diagram blok dari frekuensi daya kecepatan sistem variabel konstan
Pertanyaan Review 1. 2. 3. 4.
Jelaskan pengoperasian alternator DC pada pesawat terbang Apa cara-cara yang digunakan untuk mengeluarkan rotor pada alternator? Bagaimana cara untuk memproduksi alternator AC tiga-fasa yang digunakan untuk pesawat terbang? Dalam sistem kelistrikan penerangan pesawat terbang , bagaimana arus searah yang diperlukan untuk sistem kelistrikan penerangan tersebut ketika sumber daya utama adalah sebuah alternator?
51
5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37.
Apa yang dimaksud dengan armature tiga-fasa? Jelaskan perbedaan dari lilitan delta dengan lilitan Y Dalam sistem tiga-fasa, berapa derajatkah yang memisahkan setiap fase? Bagaimana komposisi dari tiga-fasa, penyearah gelombang penuh? Jelaskan deskripsi alternator tiga-fasa untuk pesawat ringan. Dengan cara apa yang alternator untuk pesawat ringan dapat dijalankan? Jelaskan tes yang mungkin dilakukan pada alternator kecil untuk menentukan bahwa alternator itu akan beroperasi secara memuaskan. Apakah keuntungan dari menggunakan pengatur tegangan yang berbasis transistor? Sebutkan dua hal penting yang dapat menggambarkan pengoperasian regulator tegangan berbasis transistor? Bagaimana cara untuk menyesuaikan tegangan ketika regulator tegangan transistorized digunakan? Mengapa tidak perlu menyertakan relay cutout arus-balik dalam sistem yang menggunakan sebuah alternator? Apa fungsi dari dioda zener dalam regulator tegangan transistorized? Unit apa yang digunakan dalam regulator tegangan transistorized untuk mengatur tegangan alternator? Jelaskan fungsi sakelar master alternator. Jelaskan perbedaan antara alternator pada pesawat terbang dan alternator pada otomotif Jelaskan teori untuk mengoperasikan brushless alternator pada pesawat transportasi Jelaskan bagaimana medan eksitasi dapat terjadi di dalam brushless generator Apa yang membuat fitur desain alternator brushless yang starting sendiri? Faktor apa yang harus dikontrol saat generator ac dioperasikan secara paralel? Apakah yang dimaksud dengan generator drive terintegrasi? Bagaimana alternator ac yang besar biasanya didinginkan? Apa yang dimaksud dengan kVA? Apa tujuan GCU solid-state? Jelaskan-fungsi regulator tegangan dari GCU solid-state Bagaimana caranya untuk menjaga sebuah alternator pada kecepatan konstan ketika mesin mengalami perubahan rpm? Berikan penjelasan singkat tentang pengoperasian CSD Dengan apa CSD dapat merasakan kondisi dimana minyak mengalami batas minimum atau kondisi temperatur yang melebihi batas? Bagaimana seorang teknisi dapat menentukan apakah sebuah IDG memiliki tingkat minyak yang benar? Jelaskan prinsip-prinsip dasar kecepatan konstan-variabel frekuensi sistem tenaga listrik Apa keunggulan dari sistem VSCF? Jelaskan tujuan inverter Apa keuntungan dari sebuah inverter statis? Jelaskan prinsip dari inverter statis
52
MATERI 6. PRINSIP-PRINSIP DASAR UMUM LISTRIK Hukum OHM ; Besarnya kuat arus (current) yang mengalir didalam suatu rangkaian listrik (electric ciccuit), berbanding lurus dengan tegangannya (voltage) dan berbanding terbalik dengan besar tahanannya (resistance). Dengan rumus ditulis ;
Kesimpulan : a. V dinaikan, R tetap, I akan naik. b. V diturunkan, R tetap, I akan turun. c. R dibesarkan, V tetap, I akan turun. d. R dikecilkan, V tetap, I akan naik. Jumlah tahanan didalam sirkuit seri.
Jumlah tahanan didalam sirkuit parallel. .
Listrik dan instalasi pesawat terbang 2 Tahanan campuran merupakan jumlah tahanan pararel dan tahanan seri. Jumlah dari hubungan tahanan-tahanan seri dan parallel disebut tahanan pengganti ) (= Jenis-jenis tahanan didalam pemakaian sirkuit listrik listrik disebut beban ( load). Yang termasuk beban listrik didalam pesawat terbang adalah komponen-komponen seperti :
Flap motor. Landing gear motor. Navigatin light. Landing light. Radio unit. Navigation unit. Transformer. Rotary inverter dan lain-lain.
Hukum Kirchoff Hukum Kirchoff pertama : Di dalam sebuah rangkaian listrik yang terdapat beban-beban (load) listrikmaka jumlah aljabar dari arus-arus cabang (branch current) yang melalui sebuah titik sambung (junction point) akan sama dengan NOL.
53
Dengan rumus ditulis : Di dalam sirkuit kita akan menjumpai Busbar yang merupakan sumber distribusi listrik yang akan disalurkan kesetiap beban (load) yang sudah disebutkan tadi. Busbar ini harus dapat menampung arus yang besar sesuai dengan jumlah arus yang dipakai oleh komponen-komponen tersebut diatas. Hukum Kirchoff kedua : Di dalam sebuah rangkaian listrik yang terdapat beban-beban (load) listrik, jumlah tegangan jatuh (voltage drop) pada beban-beban tersebut akan sama besarnya dengan besar tegangan dari sumber listriknya. Dengan rumus ditulis : Di mana : = Voltage applied. Setiap beban didalam sirkuit diukur pada ujung-ujungnya dengan voltmeter hal ini akan menunjukkan voltage drop. Energy listrik dinyatakan dalam satuan joule, sedangkan daya listrik (power) dalam satuan watt. Dengan rumus ditulis : Atau Atau Power merupakan daya listrik yang diserap oleh komponen-komponen dan dihasilkan dari sumber-sumber listrik seperti : Generator Battery Inverter 1. LISTRIK STATIS (ELECTROSTATIC) PESWAT TERBANG Setiap pesawat terbang yang bergerak di udara akan menimbulkan muatan-muatan listrik statis (electrostatic charge). Muatan-muatan listrik statis ini dapat dibuang keudara dengan memakai ; “static discharge wick” atau “nullfield discharge” atau melalui arde pada roda waktu landing. Kita harus hati-hati pada waktu pengisian bahan bakar (fuel) ke dalam pesawat terbang. Untuk mencegah bahaya yang disebabkan oleh muatan listrik statis, maka antara pesawat, tangki bahan bakar dan tanah harus disambung dengan “bonding wires”. Demikian juga didalam komponen-komponen antara badan pesawat (fuselage) dengan sayap pesawat, engine dengan pesawat, motor-motor listrik dengan fuselage, komponenkomponen radio dengan pesawat. Bila terjadi electrostatic diantara komponen-komponen di dalam pesawat terbang akan mengganggu bekerjanya alat-alat komunikasi terutama pada radio dan dinamakan ‘radio interference”. Disamping itu bila electrostatic tersebut menimbulkan loncatan api (spark) yang besar, hal ini dapat menimbulkan bahaya kebakaran (fire hazard).
54
2. MAGNETISMA DAN ELECTROMAGNETISME Magnet buatan yang dipakai sebagai instrument di pesawat terbang adalah “magnetic compass”.Magnet ini akan selalu menunjukkan arah utara-selatan. Apabila sirkuit di dalam pesawat terbang, terutama di cockpit di mana terdapat instrument “magnetic compass”, diON-kan maka arus listrik di dalam pesawat terbang akan menimbulkan medan-medan magnet (ingat electromagnet). Medan magnet ini akan mempengaruhi kerjanya magnetic compass. Oleh sebab itu pesawat harus dicheck kompasnya dan dibenarkan dengan cara “swinging compass”.Berbagai jenis komponen didalam pesawat terbang yang memakai sifat electromagnet, di antaranya adalah relay dan kontaktor, motor listrik dan generator. 3. SUMBER-SUMBER TENAGA LISTRIK BATTERY Battery yang kita jumpai pada pesawat terbang ada 2 jenis yaitu : a. Battery asam. b. Battery basa atau alkaline battery, yang terkenal adalah NICAD. (asam sulfat), battery basa elektrolitnya KOH Battery asam mempunyai elektrolit (potassium hydroxide).Kedua jenis battery ini tidak boleh dipakai bersamaan. Hanya salah satu saja yang dipakai. Di dalam bengkel (charging room) pun tidak boleh disatukan. Keduanya harus terpisah satu samalain. Uap-uap dari electrolit-electrolit tersebut akan saling bercaksi dan merusak. Cara pengisianpun agak berbeda. Battery NICAD memerlukan perhatian dan perawatan yang khusus termasuk battery chargernya. Cara mengisi battery NICAD harus dikosongkan dahulu baru diisi (charging) dengan alat yang otomatis. DC GENERATOR DC generator pada pesawat terbang yang besar adalah dari jenis shunt field generator dimana field ini dapat diatur (dikontrol) melalui suatu alat yaitu voltage regulator dan unit lain sebagai pengontrol atau perangsan (sensing unit). Kesemuanya ini disebut generator control. Pada generator-generator yang besar kecuali sepatu kutub (main pole shoes) ada lagi yang memakai interpole sebagai sepatu tambahan. Di samping interpole dibuat pula suatu lilitan kawat (kumparan) di antara ujung-ujung main pole yang hubungannya seri dengan beban (load). Dengan adanya penambahan “interpole” dan compensating “winding” dimaksudkan agar dapat mengimbangi terjadinya reaksi jangkar (armature reacting) pada flux yang timbul pada saat generator itu sedang berputar.
AC GENERATOR AC generator disebut juga alternator. Konstruksi rotornya biasanya sama, hanya output yang keluar dari rotor ini tidak melalui komutator melainkan melalui gelang-gelang penghantar (slipring-slipring) yang berjumlah tiga buah untuk output tiga fasa. Gulungan rotornya tidak dibuat secara gelombang (wave) atau lapwinding tetapi dibuat coil-coil yang masing-masing fase berbeda (bersudut) 120° satu sama lainnya. Gulungan seperti ini biasanya hubungan bintang (star) dimana junction point (titik sambungnya diambil sebagai titik netral (nol). Tegangan-tegangan antara fasa dengan fasa sebesar 208-Volt dan tegangan antara fasa dengan netral/nol sama dengan 115 Volt. Data output dari generator DC dan AC berbeda. Contoh data-data dari generator DC dan generator AC adalah sebagai berikut : DC generator : Voltage = 28 Volt Rating = 400 Ampere RPM = 6000 AC generator : Voltage = 115/208 Volt Fasa = tiga
55
Rating Cos φ Frekuensi RPM
= 200 Ampere = 80 % = 400 cps = 8000
MOTOR LISTRIK Motor listrik DC banyak dipakai sebagai starter motor, actuator motor yang dipergunakan untuk mengangkat dan menurunkan roda pendarat pada pesawat kecil, menaikkan dan menurunkan flap, landing light dan lain-lain. Semua ini akan kita jumpai pada pelajaranpelajaran berikutnya. Adapun motor-motor AC yang banyak dipergunakan didalam pesawat terbang adalah dari jenis synchronous motor dengan Magnet Permanen sebagai rotornya. Dan motor-motor banyak kita jumpai pada instrumern-instrumen yang memakai motor listrik. PENGATUR TEGANGAN (VOLTAGE REGULATOR) Alat untuk mengatur besarnya tegangan output dari generator agar tetap constant adalah voltage regulator. Jenis dari voltage regulator yang kita jumpai pada pesawat terbang adalah “carbon pile” dan transistor voltage regulator. Pada pesawat terbang yang besar terdapat lagi tambahan alat-alat sebagai pengontrol output generator, yaitu alat sensing terhadap “overvoltage”, “undervoltage”, “underfrequenci”, dimana unit keseluruhan disebut generator control. 4. ARUS BOLAK-BALIK (A.C) Arus bolak-balik pada pesawat terbang biasanya tiga fasa, 400 cycle/second (cps) dengan tegangan 115-208 Volt. 115 Volt adalah tegangan antara line to netral dan tegangan 208 Volt adalah tegangan line to line. Untuk sumber arus D.C dapat diperoleh dari AC tiga fasa ini dengan terlebih dahulu ditransformasikan ke bawah dan disearahkan menjadi DC 28 Volt, atau dari generator DC yang diputar langsung oleh engine. Pemasangan AC tiga phase, 400 cps pada pesawat terbang sebagai sumber tenaga listrik mempunyai keuntungankeuntungan serta kerugian-kerugian dibandingkan dengan bila memakai sumber tenaga DC yang diputar oleh engine. Adapun keuntungan-keuntungannya adalah sebagai berikut : a. Konstruksinya kuat (robust). b. Tidak memerlukan adanya “Commutator”. Berarti tidak cepat kotor disebabkan gesekan brush dengan commutator. c. Mudah di-transform ke voltage yang lain. Yaitu ke AC 26 Volt untuk instrument dank e DC-28 Volt untuk untility. d. Merubah AC ke DC lebih efisien dari pada merubah DC ke AC, yaitu cukup dengan static unit transformer rectifier. e. Slipring lebih mudah dirawat dari pada commutator. Apalagi pada “brushless alternator” yang akan dibicarakan pada bab-bab yang akan datang, unit ini tidak memakai slipring sama sekali. Kerugian-kerugiannya adalah sebagai berikut : a. Tidak mudah untuk dihubungkan pararel. Memerlukan synchronizer untuk hal ini. b. Masih memerlukan DC sebagai system control. c. Untuk komunikasi dan navigasi diperlukan frekuensi yang constant. Dalam hal ini antara AC generator dan engine dipasang CSD, yang akan dibicarakan kemudian. d. Untuk AC yang tiga fase memerlukan switching yang lebih rumit (complicated). Di dalam sirkuit AC jangan lupa akan adanya beban-beban atau tahanan-tahanan (load) yang berupa resistif, induktif atau kapasitif. Atau kombinasi dari ketiga komponen tersebut,
56
dimana komponen-komponen ini dapat saling mempengaruhi sehingga akan merubah besarnya cos φ atau Power Factor, berarti pula akan mempengruhi besarnya output. 5. INDUKSI LISTRIK Apabila sebuah konduktor digerakkan memotong medan magnet yang diam, maka akan terjadi induced emf (voltage) pada konduktor tersebut, atau sebaliknya dengan gerakan relative (relative motion), juga akan timbul emf sesuai dengan kecepatannya. Induksi listrik ini dapat pula terjadi didalam kawat itu sendiri apabila tiba-tiba arus didalam kawat tersebut diputuskan. Hal ini sesuai dengan hukum Lenz yang disebut ; “self induction” (= back emf). Self induction sebagai contoh dapat terihat pada switch sewaku di-OFF-kan maka akan timbul bunga api (spark). Demikian pula hal ini dapat terjadi pada kontaktor-kontaktor seperti relay, tirril/vibrator type voltage regulator dan kontaktor-kontaktor lainnya. Inilah salah satu penyebab dari rusaknya kontaktor atau breaker point atau terbakarnya sesuatu komponen. Di samping “self induction” ada pula yang disebut “mutual induction”. Yaitu suatu proses penginduksian dimana sebuah penghantar atau coil yang terpisah sama sekali dari suatu penghantar atau coil yang lain yang bermuatan listrik. Induksi ini terjadi karena efek dari flux yang bolak-balik atau terputus-putus dari kawat atau coil yang bermuatan (beraliran) listrik tersebut, dapat menginduksi coil yang ada didekatnya. Prinsip dari “mutual induction” ini dipakai pada transformer dimana coil yang berisikan arus sebagai “input” disebut “primary winding” (gulungan primer) dan coil yang terinduksi secara mutual dan menghasilkan arus “output” disebut “secondary winding” (gulungan sekunder). Dalam prakteknya untuk mrndapatkan trasnformasi sebesar-besarnya pada output, konstruksi primary winding dan secondary winding diletakkan sedemikian rupa sehingga jalannya flux terdapat didalam suatu inti besi (iron core) yang berbentuk 0 atau segi empat atau seperti angka delapan yang segi empat (close magnetic circuit). Transformer ini tidak hanya untuk arus satu fasa tetapi dapat pula untuk arus-arus tiga fasa. Transformer tiga fasa ada yang disebut “star ke delta” atau “star ke star” atau “delta ke star” atau “delta ke delta” tergantung output mana yang dikehendaki. Salah satu penggunaan transformer didalam pesawat terbang adalah pada transformer rectifier, dimana diperoleh arus DC 28 Volt dari arus AC tiga fasa 400 cps. 6. PENYEARAH (Rectifier) Rectifier sebagai alat yang dapat merubah arus AC menjadi arus DC dapat diperoleh dari komponen-komponen seperti ; rotary converter, tabung vacuum dan dry disk rectifier.Tabung vacuum dan dry disk biasa terdapat dari jenis “diode” dan lebih praktis disbanding dengan converter. Salah satu kegunaannya adalah untuk menyearahkan 28 Volt AC dari transformer menjadi 28 Volt DC yang akan dipergunakan pada beban-beban DC didalam pesawat terbang. Untuk transformer rectifier yang dapat menghasilkan arus yang besar (sekitar 200 Ampere) rectifier yang dipergunakan adalah dari jenis selenium dan magnesium alloy dan ditambah dengan sirip-sirip pendingin (cooling fins). Untuk meratakan arus DC dibuatlah bridge rectifier atau fullwave rectifier dimana dari input terminal dipasang empat buah diode atau rectifier sedemikian rupa sehingga gelombang outputnya tidak berkerut (ripple). Pemakaian lain dari transformer rectifier ialah pada Battery charger suatu unit untuk pengisian battery.
57
7. ALAT-ALAT UKUR SISTEM LISTRIK Dalam setiap pemeriksaan komponen (troubleshooting) listrik, system listrik dan untuk memonitor kerjanya system listrik di pesawat terbang diperlukan alat-alat ukur listrik. Beberapa macam alat ukur listrik yang perlu kita ketahui adalah Amperemeter, Ohm meter, Voltmeter, frekuensi meter, Wattmeter, cosphimeter dan Megger. Untuk troubleshooting cukup kita pakai ohm meter atau pakai lampu. Untuk pemeriksaan sirkuit, menggunakan Amperemeter dan Voltemeter harus hati-hati. Amperemeter harus dipasang seri dengan beban didalam sirkuit, sedangkan Voltmeter harus dipasang parallel terhadap beban. Bila yang arus diukur adalah system DC perlu diperhatikan kutub-kutubnya jangan sampai terbalik. Pada system AC tidak perlu. Kebanyakan Amperemeter, Ohm meter dan Voltmeter dibuat menjadi satu meter dengan nama multimeter. Dalam pemilihan meter, umpamanya yang akan dipergunakan adalah Voltmeter, diputarnya “selector switch” ke Volt, demikian pula bila kita menghendaki Ampere, selector switchnya diputar (slect) ke Ampere. Hanya perlu diperhatikan dalam memutar selector switch, dipilih (select) skala “range” yang besar dahulu, dan bila menunjukannya kurang teliti, baru selectornya diputar lagi ke range yang lebih kecil, demikianlah seterusnya. Megger adalah kependekan dari Mega Ohm meter biasa, hanya dalam alat tersebut terdapat sebuah generator DC yang diputar oleh tangan, sebagai pengganti battery. Prinsip kerjanya sama seperti ratio ohm meter. Tegangan DC yang ditimbulkan, adalah sebesar 250 Volt atau 500 Volt. Hal ini diperlukan untuk mengukur besarnya tahanan isolasi yang besarnya jutaan ohm (mega ohm). Megger dapat dipergunakan untuk mengukur tahanan isolasi dari coil pada generator. Bila nilai tahanan terbukti kurang dari dua mega ohm maka komponen tersebut tidak dapat dipakai lagi. Demikianlah ringkasan-ringkasan prinsip kelistrikan yang ada hubungannya dengan pelajaran-pelajaran berikutnya.
58
MATERI 7.
ALAT ALAT PENGHUBUNG PADA PESAWAT TERBANG
1. BUSBAR Busbar adalah tempat hubungan input dan output tenaga listrik, yang berbentuk batang plat atau batang bulat dan terbuat dari logam tembaga. Beberapa type pesawat memakai busbar yang berbentuk anyaman kawat tembaga. Penempatan busbar diantaranya : didalam panel, junction box, dan di bagian tengah pada konstruksi badan pesawat. Busbar tersebut diisolasi untuk mencegah kontak dengan konstruksi utama pada pesawat terbang. 2. SPLIT BUSBAR Persyaratan – persyaratan dan kondisi tidak normal, diambil pertimbangan- pertimbangan dalam hubungan seperti berikut : a. Mencegah tenaga lisrik agar tidak terserap oleh peralatan yang menggunakan tenaga listrik sewaktu sumber tenagadalam kondisi tidak normal terkecuali apabila penyediaan tenag a listrik tersebut mencukupi b. Kelainan – kelainan pada system distribusi seperti kelainan arus listrik, grounding pda busbar, harus sekecil mugkinpengaruhnya terhadap berfungsinya system dan kemungkinan terjadinya kebakaran dapat dihindarkan. c. Kelainan kelainan yang timbul pada salah satu peralatan yang menggunakan tenaga listrik tidk boleh mempengaruhi atau membahayakan peralatn lainya. Persyaratan – persyaratan diatas dapat ditemui pada gabungan generator yang dipasang parallel, dan dilengkapi dengan alat pengaman sirkuit serta pengaturan pencegahan dari sisten distribusi apabila terjadi kelainan pada generator.Pada umumnya cara tersebut diatas dikelompokan berdasarkan atas penyediaan tenaga listrik menurut keperluannya. Dan secara umum penyediaan tenaga listrik tersebut dapat dibagi menjadi 3 bagian : sangat utama (VITAL), penting (ESSENTIAL), Kurang penting (NON ESSENTIAL). a. Penyediaan sangat utama (VITAL) Adalah penyediaan untuk segala keperluan pendaratan darurat. Contoh : Lampu – lampu darurat, dan system pemadam kebakaran. Penyediaan diambilkan langsung dari sumber Tenaga listrik baterai. b. Penyediaan penting (ESSENTIAL) Adalah penyediaan untuk segala keperluan dalam menjamin kondisi sewaktu – waktu terbang pada keadaan darurat selama penerbangan. Penyediaan diambilkan dari DC dan AC busbar. Sumber tenaga lisrik disalurkan dai generator atau baterai. c. Penyediaan kurang penting (NON ESSENTIAL) Adalah penyediaan yang dapat diputuskan. Apabila beban arus listrik berada dalam keadaan darurat. Penyediaan ini diambilkan dari DC atau AC busbar dimana sumber tenaga listik disalurkan dari generator. Dengan sumber tenaga listrik 28 Volt DC. Dari generator yang di putar oleh mesin, dan 115 Volt, 400 Hertz AC yang di hasilkan oleh inverter serta 28 volt DC dari baterai. Setiap generator mempunyai busbar tersendiri sebagai tempat hubungan untuk melayani keperluan yang kurang penting. Kedua busbar tersebut dihubungkan kebusbar pusat (Center Busbar), yang tenaga listriknya di distribusikan untuk keperluan yang penting. Kedua generator tersebut adalah untuk memenuhi keutuhan tenaga lisrik arus searah (DC). Busbar pusat tersebut mempunyai hubungan ke baterai busbar, untuk menjaga kondisi baterai. Apabila salah satu generator tidak normal maka arus tenaga listrik ke busbar dapat diputuskan dan tenaga listrik diperoleh dari busbar lainnya. Apabila kedua generator tidak normal, maka baterai otomatis menyalurkan tenaga listrik untuk keperluan yang penting. Hubungan penggunaan tenaga listrik dan kemapuan baterai harus tetap terjaga, sedangkan keperluan tenaga listrik arus bolak – balik (AC) diperoleh dari inverter No. 1 melayani keperluan yang penting sedang inverter yang No. 2 dan No. 3 melayani keperluan yang kurang penting.
59
MATERI 8.
ROUTING DAN INSTALASI
Jumlah kawat dan kabel yang di perlukan untuk distribusi sistem listrik tergantung dari sederhana atau rumitnya sistem listrik. Di dalam instalasi yang penting bukan jumlahnya, melaikan cara menyusunya di dalam pesawat terbang. Semua itu dimaksudkan untuk pertimbangan-pertimbangan seperti: pencegahan gangguan terhadap radio dan penunjukan magnetic compass serta factor-factor keselamatan di antaranya: 1. Kerusakan karena terinjak penumpang yang berjalan di dalam pesawat terbang. 2. Kerusakan sewaktu memasukan barang-barang ke dalam ruang bagasi. 3. Kerusakan akibat tergores oleh benda lain. 4. Kerusakan akibat panas. 5. Kerusakan akibat cairan asam battery atau cairan lain. Di samping pertimbangan di atas juga dimaksudkan untuk membuat sistem yang memudahkan untuk pemberian tanda-tanda kabel, penggantian kabel serta perawatannya. A. Open Loom Open loom adalah cara routing kawat atau kabel dari dank e peralatan-peralatan yang memakai tenaga listrik pada daerah tertentu di dalam pesawat terbang. Dimana dikelompokan secara paralel satu dengan lainya dalam bundel dan diikat dengan tali yang diberi lilin atau dengan tali plastik P.V.C kemudian pada selang jarak tertentu diberi klem penahan yang dibuat pada konstruksi pesawat terbang. Contoh penggunaan secara ini adalah seperti pada junction box. Komposisi dari kabel loom terdiri dari beberapa factor: 1. Diameter penampang luar dari bundel. 2. Kondisi temperature di dalam kabelpada waktu beroperasi. 3. Tipe arus yang mengalir dengan beban tinggi atau rendah. 4. Gangguan pada radio ( radio interference ) dan gangguan penunjukan magnetic compass. 5. Jenis kabel seperti pemberianperlindungan untuk mencegah kerusakan apabila terjadi hubungan pendek. B. Ducted Loom Cara routing ini pada dasarnya sama dengan open loom. Dimana mempunyai perbedaan pada penahan yang berupa duet yang memanjang dan dipasang pada konstruksi pesawat terbang.
Gambar 8-1 kabel duct. Duct di buat dari bahan alumunium alloy atau cetakan fibre glass-reinforeed plastic. Pada beberapa cara penggunaan ini, setiap saluran yang berhubungan dengan salah satu sistem, peralatanyang menggunakan tenaga listrik, diberi tanda dengan ikatan-ikatan yang berwarna. C. Conduit
60
Conduit dipakai dalam instalasi listrik pesawat terbang sebagai pelindung kawat dan kabel terhadap goresan karena gerakan mekanis, terkena oli atau cairan-cairen lainya. Jenis-jenis conduit di antaranya plastic, logam yang fleksibel atau massif. Persyaratan pemasangan conduit adalah: 1. Garis tengah penampang dalam dari conduir kira-kira 25’, lebih besar dari garis tengah penampang luar dari bundel. 2. Tidak diperbolehkan memasang conduit di mana dikhawatirkan sebagai tempat pegangan atau terinjak ooleh penumpang. 3. Pada bagian terbawah dari conduit dioibangi sebagai drat apabila terdapat kkandungan air di dalam conduit (garis tengah lobang 1/8 inchi). 4. Conduit harus diberi penahan.
Gambar 8-2 Pipa conduit . D. Bundel yang Melalui Bulkhead Bertekanan Pada pesawat terbang yang memakai ruang bertekanan, kabel-kabel yang melalui pressure bulkhead tidak boleh ada bocor udara dari ruangan, maka dipakai alat yang disebut pressure bung, yang terdiri dari bagian-bagian: housing yang berulir, karet udara, washer atau ring penahan goresan dan mur yang berfungsi sebagai klem penahan.
Gambar 8-3 Bundel melalui bulkhead. Pressure bung mempunyai berbagai ukuran untuk memenuhi ukuran dari bundel. Bundel dimasukan ke dalam bung dengan pas dan mur dihubungkan dengan housing yang berulir, mur dan housing terpusah oleh bulkgead. Washer atau ring untuk melindungi permukaan bung terhadap goresab mur sewaktu di putar untuk menghubungkan dengan housing.
61
Apabila kabel-kabel yang harus melalui bulkhead bertekanan itu repurus maka cukup dipakai penghubung (connector) biasa. E. Bundel yang Melalui Bulkhead tak bertekanan Bilamana bundel melalui bulkhead yang tak bertekanan maka di syaratkan jarak antara bundel dengan tepi lobang bulkhead paling sedikit ¼ inchi. Apabila kurang dari ¼ inchi maka lobang terebut harus diberi perlindungan dengan grommet dari bahan karet sinteti
Gambar 8-4 Penjepit kabel F. Kedudukan Bundel Kabel Bilamana kedudukan bundel harus sejajar atau bersilangan dan berdekatan dengan pipa cairan yang mudah terbakar atau oksigen, maka kedudukan bundel harus di atas pipa-pipa tersebut dan jarak antaranya dijaga agar tidak berubah dengan klem sebagai penahan, jarak antara klem dengan klem di atur sedemikian rupa agar bilamana salah satu klem penahan patah, bundel tidak akan menyinggung pipa-pipa tersebut. Apabila jarak antara bundel dengan pipa kurang dari 2 inchi tetapi lebih dari ½ inchi, bundel dapat diberi perlindungan dengan sarung plastik polyethylene. Dapat juga ditahan dengan klem ganda, dengan syarat bahwa pipa tersebut bukan saluran cairan yang mudah terbakar atau oksigen. Sedangkan bundel yang mempunyai kedudukan dekat dengan kontrol kabel jarak antaranya dijaga paling sedikit 3 inchi.
Gambar 8-5 Kedudukan bundel kabel G. Instalasi klem kabel Kabel listrik atau bundel dipasang pada konstruksibadan pesawat dengan klem dari meyal dan dilindungi dengan karet sintetis atau plastik agar tidak merusak isolasi kabel.
62
Gambar 8-6 Klem kabel. Pada pemasangan klem tersebut perlu diperhatikan kedudukan klem agar tidak bengkok karena menahan berat dari kabel atau bundel. Cara pemasangan klem dapat dilihat pada gambar dibawah yang memperlihatkan arah kedudukan klem terhadap tempat kedudukannya. Suatu plat untuk menempatkan klem yang penting diperlihatkan sewaktu mengencangkan klem, adalah jangan sampai ada salah satu kawat atau kabel yang terjepit pada klem tersebut. Kadang-kadang klem tersebut harus dihubungkan dengan konstruksi badan pesawat yang berbentuk pipa, dimana kedudukan kabel arahnya sejajar dan vertical, maka dipasangnya double klem dengan karet untuk menjaga kekencangan agar tidak berubah dari tempat kedudukannya.
Gambar 8-7 Posisi pemasangan klem.
Gambar 8-8 Kabel terjepit klem.
63
MATERI 9. TANDA-TANDA KABEL DAN DIAGRAM SISTEM LISTRIK A. Tanda-tanda Kabel Untuk keperluan instalasi dan perawatan, semua kawat dan kabel di beri tanda dengan huruf dan angka pada jarak tertentu sepanjang kabel dengan tinta yang tidak dapat terhapus dan kontras dengan warna isolasinya (gambit 3-7). Tanda-tanda tersebut menunjukkan nomor dan peralatan, sistemnya, ukuran kawat nomor kawat dan dimana dipasangnya.
Gambar 9-1 Tanda-tanda kabel Tidak ada ketepatan dalam menentukan tanda-tanda tersebut di atas seperti tanda suatu system listrik ada yang memberikan tanda dengan huruf dan yang lain dengan angka. Tetapi ada ketepatan mengenai urutannya misalnya : British Standard Instutio, Society of British Acrospace Constructors (S.B.A.C.) dan di dalam sfesifikasi 100 dari Air Transport Association (A.T.A.) America Contoh pemakain tanda huruf pada sistemnya : AC Power X De-icing and Anti icing D Engine Control K Engine Instrument E Flight Control C Flight Instrument F Fuel and Oil Q Ground Network N Heating and ventilating H Ignition J Inverter Control V Lighting L Miscellaneous M Power P Radio Navigation and Communication R Warning Devices W
64
Contoh tanda-tanda kabel : 2 P 281 C 20 N 1. Tanda angka urutan pertama(2), menunjukkan bahwa kabel tersebut mempunyai tersebut mempunyai hubungan dengan Mesin No.2 2. Tanda huruf urutan kedua (P), menunjukkan system yaitu Electrical Power System 3. Tanda angka urutan ke tiga (281), menunjukkan nomor kawt 4. Tanda huruf urutan keempat (C), menunjukkan dibagian mana kawat tersebut dihubungkan 5. Tanda angka urutan ke lima (20) menunjukkan ukuran kawat (wire gage) 6. Tanda huruf urutan ke enam (N) menunjukkan hubungan ke ground (disini hanya dibubuhkan apabila kawat tersebut di hubungkan ke ground 1. Diagram Sistem Listrik Diagram system listrik merupakan petunjuk dan penolonh dalam pelaksanaan instalasi dan perawatan serta untuk mengetahui prinsip kerjanya suatu alat. Biasanya ada tiga macam diagram yang dikeluarkan dari pabrik pesawat terbang yitu : Circuit-diagram, Routing Chart dan Wiring-diagram 2. Circuit Diagram Adalah merupakan gambar system listrik dari suatu peralatan listrik lengkap dengan sumber listriknya dan distribusinya yang merupakan rangkaian termasuk terminal, switch (biasanya tergambar pada posisi OFF), relay, circuit breaker, fuse. Dari diagram tersebut dapat dimengerti prinsip kerjanya secara teori. Contoh : Sistem Starting Mesin 3. Routing Chart Adalah merupaan wiring diagram dari suatu pesawat terbang yang menunjukkan lokasi peralatan system listrik dan hubungan distribusinya untuk memudahkan pencarian di mana peralatan tersebut ditempatkan. (liat gambar 3-8) 4. Wiring Diagram Wiring diagram adalah merupakan petunjuk praktis yang lengkap meliputi seluruh gambar peralatan listrik dan kabel dari suatu system listrik sedemikian rupa sehingga mencakup instalasinya beserta hubungan satu dengan lainnya seperti tertukis tandatanda kabel (lihat gambar 3-9) Contoh : KOMBINASI ROUTING CHART DENGAN WIRING DIAGRAM
Gambar 9-2 Instalasi Kabel dengan tanda-tandanya
65
Gambar 9-3 Wiring diagram Lampu Navigasi B. Pengkabelan Didalam instalasi listrik pesawat terbang susunan kabel diatur sedemikian rupa untuk memudahkan didalam pemasangan dan perawatannya serta pertimbangan keselamatan. 1. Grup dan Bundel Kabel Grup : merupakan suatu kelompok kawat atau kabel yang jumlah nya dua atau lebih yang menuju ke suatu tempat yang sama, diikat menjadi satu untuk menanadai kelompoknya. Bundel : merupakan beberapa kelompok atau gruf yang jumlahnya dua lebih yang menuju ke suatu tempat yang sama dan diikat menjadi satu. Ketentuanketentuan bundle adalah jumlah kawat atau kabel kurang dari 75 buah atau garis tengah penampangnya 1 sampai 2 inchi. Ini dimaksudkan untuk menghindari kerusakan berat yang disebabkan hubungan pendek. Sedangkan system kabel yang tidak dilengkapidengan alat-alaat pengaman, seperti : kabel pengapina, kabel dari generator harus dipisahkan tersendiri dari bundle.
Gambar 9-4 Bundel kabel
66
Gambar 9-5 Bundle Kabel 2. Pengikatan Bundel Kabel Grup atau bundle diikat menjadi satu dengan tali nylon atau tali plastic P.V.C, ada dua cara pengikatan yaitu : Lacing dan Tying a. Lacing Grup atau bundle diikat menjadi satu sepanjang bundle dengan tali yang panjang dan tak terputus di mana pada jarak-jarak tertentu diikatkan. Lacing ada dua cara sesuia dengan garis tengah penampang bundle yaitu : Lacing dengan tali tunggal untuk pengikatan bundle yang mempunyai garis tengah penampang kurang dari 1 nchi dan lacing dengan tali ganda untuk bundle dengan diameter lebih dari 1 inchi. Cara-cara pengiktan lihat gambar di bawah ini!
Gambar. 9-6 Pengikatan kabel
Gambar 9-7 Cara pengikatan lacing
67
b. Tying Grup atau bundle diikat menjadi satu pada jarak-jarak tertentu dengan tali. Caracara pengikatan lihat pada gambar di bawah ini
Gambar 9-8 Cara mengikat kabel Tying 3. Jari-jari Pembengkok Grup atau Bundle Kabel Jari-jari pembengkok grup atau bndel tidak diperbolehkan kurang dari 10 kali garis tengah pemnampang luar (outside diameter) grup atau bundle kabel. Bilamana kawat, grup atau bundle akan di hubungkan pada terminal strip maka pada pangkal dimana grup atau bundle dibengkokkan diberi klem penahan. Dan jari-jari garis tengah penampang luarnya. Terkecuai pada Coaxial cable tidak boleh kurang dari 10 kali jari-jari penampang luarnya
68
MATERI 10.
PENGKABELAN DAN INSTALASI LISTRIK PADA PESAWAT TERBANG
A. Tipe – tipe kawat dan kabel Kawat dan kabel dirancang da dibuat, yang sifatnya disesuaikan dengan kondisi pemakaiannya. Tujuannya adalah untuk memperkecil bahaya yang timbul dan kerusakan terhadap kawat atau kabel tersebut. Tipe dari kabel berdasarkan atas bahan dari isolasinya seperti kabel – kabel buatan inggris diantaranya “NYVIN” singkatan dari Nylon Polyvinyl Chlorid (PVC), TERSIL singkatan dari Tersilicon ( Polyester Silicon), TRINYVIN dari kata Three single Nyvin cables dan METSIIEATII dari kata Metal Braided Sheath. Gambar dibawah ini menunjukan konstruksi fitur dari beberapa type kabel.
Gambar 10-1 Konstuksi fitur beberapa type kabel B. Spesifikasi Kabel Listrik Pesawat terbang Untuk memastikan sifat dan pengguanaan kabel listrik dibuat ketetapan mengenai spesifikasinya dari pabrik pembuatannya, tanda – tanda spesifikasi tersebut dinyatakan dengan huruf dan angka yang menunjukan tipe kabel Negara asal serta ukuran kabel dan tahun pembuatannya. Contoh : NYVIN-G-AN 22, G adalah buatan Inggris, AN 22 adalah ukuran kabel. Tabel 1 dibawah menunjukan tipe dan spesifikasi kabel, bahan penghantar dan isolasinya serta pemakainnya dan suhunya.
69
Tabel 10.1 Tipe dan spesifikasi kabel. Specification
Material
British D.G.S
American MIL-W
Conductor
Insulation Vocering
177
5086 A (type 2)
Tinned Copper or Aluminium
*PVC, Compound Glass Braid Nylon
PREN
Tinned Copper or Aluminium
Glass Braid Polychloroprene Compound
minus 75⁰C to + 50⁰C
TERSIL
Nickel Plate Copper or Aluminium
Silicone Rubber Polyester tapes Glass braid Polyester fibre Varnish
minus 75⁰C to + 150⁰C
Type
NYVIN
EFGLAS
189
192
UNIFIRE-"F"
MYVINMETSHEATH
FEPSIL
206
8777 (ASG)
7129 B
B
&
Ambient Temperature range
Application
minus 75⁰C to + 65⁰C
General services viring except where ambient temperatures are high and / or extended properties of flexibelity are required
minus 75⁰C to + 220⁰C
In high operating temperatures and in areas where resistance to aircraft fluids necessary. Also where severe flexing under low-temperature conditions is encountered e.g., landing gear shock strut switch circuit
Nickel Plate Copper
Glass braid, PTEFE, Asbestos felt, Impregnated with silicone varnish
Up to 240⁰C
In circuit required to function during or after a fire
Tinned Copper or Aluminium
As for NYVIN plus an overall tinned copper braid overlald with polyester tape, nylon braid and lacquer
minus 75⁰C to + 65⁰C
Nickel plated
Silicone rubber
minus 75⁰C to + 190⁰C
Nickel Plate Copper
Glass PTFE+
*Poly Vinyl Chloride ; Poly Tetra Fluoro Ethylene.
braid,
In areas where screening required
**Fluorinated Ethylene Propylene
C. Ukuran-Ukuran Kawat dan Kabel Listrik Pesawat terbang Kawat atau kabel listrik dibuat dengan ketetapan ukuran seperti ketetapan AWG (American Wire Gage). Dengan membesarnya ukuran diameter kawat atu kabel nomor ukurannya mengcil atau sebaliknya. Gambar 10-2 menunjukan alat untuk menentukan ukuran kawat atu kabel. Tipe alat ukur tersebut dapat mengukur kawat atau kabel dari nomor 0 sampai 36.
70
Gambar 2. Alat pengukur diameter kawat
Kawat atau kabel yang akan diukur, dimasukan ke dalam celah (slot) dengan syarat dapat bebas bergerak radial tanpa dipaksa. Ukuran kawat atau kabel tersebut tertera pada slot. Tabel 2 menunjukan ukuran ukuran kawat atau kabel dari yang terbesar dengan nomor ukuran 0000 sampai ukuran terkecil 40. Selain itu tercantum juga diameter dan luas penampangnya serta besar tahanannya per 1000 feet pada temperature 25 dan65 derajat celcius Tabel 10.2. Ukuran Kawat Cross section Gage number 0000 000 00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Diameter (mils) 460,0 410,0 365,0 325,0 289,0 258,0 229,0 204,0 182,0 162,0 144,0 128,0 114,0 102,0 91,0
Circular (mils) 212,000.0 168,000.0 133,000.0 106,000.0 83,700.0 66,400.0 52,600.0 41,700.0 33,100.0 26,300.0 20,800.0 16,500.0 13,100.0 10,400.0 8,230.0
Ohms per 1,000 ft 25°C Square (=77° inches F) 0.166 0.05 0.132 0.063 0.105 0.0795 0.0829 0.1 0.0657 0.126 0.0521 0.159 0.0413 0.201 0.0328 0.253 0.026 0.319 0.0206 0.403 0.0164 0.508 0.013 0.641 0.0103 0.08 0.00815 1.02 0.00647 1.28
65°C (=149° F) 0.0577 0.727 0.0917 0.116 0.146 0.184 0.232 0.292 0.369 0.465 0.586 0.739 0.932 1.18 1.48
71
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
81,0 72,0 64,0 57,0 51,0 45,0 40,0 36,0 32,0 28,5 25,3 22,6 20,1 17,9 15,9 14,2 12,6 11,3 10,0 8,9 8,0 7,1 6,3 5,6 5,0 4,5 4,0 3,5 3,1
6,530.0 5,180.0 4,110.0 3,260.0 2,580.0 2,050.0 1,620.0 1,290.0 1,020.0 810.0 612.0 506.0 404.0 320.0 254.0 202.0 160.0 127.0 101.0 79.7 63.2 50.1 39.8 31.5 25.0 19.8 15.7 12.5 9.9
0.00513 0.00407 0.00323 0.00256 0.00203 0.00161 0.00128 0.00101 0.000802 0.000636 0.000505 0.0004 0.000317 0.000252 0.0002 0.000158 0.000126 0.0000995 0.0000789 0.0000626 0.0000496 0.0000394 0.0000312 0.0000348 0.0000196 0.0000156 0.0000123 0.0000098 0.0000078
1.62 2.04 2.58 3.25 4.09 5.16 6.51 8.21 10.4 13.1 16.5 20.8 26.2 33 41.6 52.5 66.2 83.4 105 133 167 211 266 335 423 533 673 488 1,070.0
1.87 2.36 2.97 3.75 4.73 5.96 7.51 9.48 11.9 15.1 19 24 30.2 38.1 38 60.6 76.4 96.3 121 153 193 243 307 387 488 616 776 979 1,230.00
72
MATERI 11. PENGHANTAR
A. Faktor – faktor dalam Memilih Ukuran Kawat Beberapa faktor pertimbangan dalam pemilihan ukuran kawat untuk transmisi dan distribusi tenaga listrik : 1. Kehilangan atau kerugian tenaga ( power loss ), yang dirubah menjadi panas dalam kawat karena adanya tahanan dalam kawat itu sendiri ( Besarnya power loss = I2 . R ) 2. Kerugian tegangan, disebabkan karena adanya pemakaian arus dan beban ( I . R ) 3. Batasan kuat arus yang boleh dialirkan pada suatu kawat agar tidak menimbulkan panas yang berlebihan B. Faktor – faktor dalam Memilih Bahan Penghantar Perak ( silver ) adalah bahan yang terbaik untuk penghantar, tetapi bahan tersebut terlalu mahal. Bahan penghantar yang biasa digunakan adalah tembaga atau aluminium. Tembaga 1. Sifat penghantar yang lebih baik dibanding aluminium 2. Mudah dibentuk, tegangan tariknya tinggi 3. Mudah disolder, tetapi lebih mahal dan lebih berat dibanding aluminium Aluminium 1. Daya hantar aluminium adalah 60% dari pada tembaga, sedang beratnya lebih ringan dari pada tembaga 2. Untuk keperluan pengkabelan yang memerlukan kabel diameter besar digunakan kawat dari kawat aluminium untuk mengurangi berat dan corona yang ditimbulkan oleh arus listrik potensial tinggi Dibawah ini adalah table perbedaan sifat kawat tembaga dan aluminium : Tabel 11.1 Perbedaan Sifat Kawat Tembaga dan Aluminium
73
C. Kerugian Tegangan ( Voltage Drop ) di dalam Kawat dan Kabel Kerugian yang diperbolehkan di dalam sistem antara sumber arus dan busbar adalah tidak boleh lebih dari 2% dari tegangan arus listrik generator yang besarnya telah diatur atau arus listrik dari battery dalam kurun waktu 5 menit. Dibawah ini adalah table penurunan tegangan yang diperkenankan : Tabel 11.2 Penurunan Tegangan yang diperkenankan Nominal System Continous Intermittent Voltage Operation Operation 14 0,5 1 28 1 2 115 4 8 200 7 14 Tahanan dari arus listrik yang melalui kontruksi pesawat dapat di abaikan. Pada kontruksi tertentu telah dilengkapi dengan bonding cable untuk memperkecil tahanan. Besarnya tahanan tersebut adalah 0,005 ohm diukur dari ground generator atau battery ke ground terminal dari salah satu peralatan listrik dan dianggap sudah memenuhi sarat. Dalam mengukur kerugian tegangan pada sirkuit, input tegangan harus dijaga pada besaran yang tetap. D. Cara Menentukan Ukuran Penghantar dengan Grafik Dengan grafik dapat ditentukan ukuran penghantar dengan tepat berdasarkan faktor – faktor berikut ini : 1. 2. 3. 4. 5.
Panjang penghantar dalam feet Besarnya ampere dari arus listrik yang mengalir Besarnya kerugian tegangan yang diperbolehkan Sifat operasinya : terus menerus atau terputus – putus ( intermitten ) Sifat kondisinya : penghantar tunggal dalam ruangan atau dala udara bebas, atau dalam bundle
74
Contoh : 1. Pada suatu sistem listrik pesawat terbang 28 volt, diperlukan penghantar listrik dari busbar ke peralatan listrik sepanjang 50 feet dengan voltage drop maximum 1 volt, penghantar akan memebawa arus sebesar 20 ampere secara terus menerus. Lihat Tabel Sifat-sifat Pemakaian Pemakaian Penghantar Tembaga dalam Mengalirkan Arus Listrik, kemudian carilah titik potong antara garis diagonal 20 ampere dan garis horizontal 50 ft pada system 28 volt. Titik potong menunjukan besarnya penghantar ( wire size ) yang diizinkan, yakni antara 10 dan 8. Tentukan ukuran penghantar yang terbesar yaitu 8 sebagai penghantar yang dipilih. 2. Pada suatu instalasi listrik dikehendaki suatu penghantar tunggal yang akan di bebani 20 ampere terus menerus, tentukan ukuran penghantar agar tidak timbul panas yang berlebihan Carilah titik potong antara garis diagonal 20 ampere dan curva 2. Titik potong menunjukan besarnya penghantar ( wire size ) yang diizinkan, yakni antara 18 dan 16. Kemudian tentukan ukuran penghantar yang terbesar yaitu 16 sebagai penghantar yang dipilih. 3. Untuk menentukan penghantar yang sifat operasinya terputus – putus ( intermitten ) dalam selang waktu 2 menit, pencarian ukuran dapat dilaksanakan seperti pada poin 2 dengan curva 3, pada table. Dibawah ini adalah tabel sifat – sifat pemakaian penghantar tembaga dalam mengalirkan arus listrik ( catatan : Garis lengkung ( curve ) 1, 2 dan 3 menunjukan maksimum ampere dalam kurun waktu pada suatu kondisi ) : Tabel 11.3 Sifat-sifat Pemakaian Penghantar Tembaga dalam Mengalirkan Arus Listrik
E. Kabel – kabel untuk Pemakaian Khusus
75
Pada beberapa system listrik tertentu, memerlukan kabel yang mempunyai sifat khusus sesuai dengan fungsi dan persyaratan system tersebut. Kabel – kabel untuk pemakaian khusus tersebut adalah : 1. Kabel untuk sistem pengapian (ignition cable) Kabel ini berfungsi sebagai penghantar arus listrik yang mempunyai tegangan tinggi seperti terdapat pada motor piston maupun motor turbin. Kabel tersebut berupa beberapa penghantar dari tembaga atau baja stainless yang tergabbung menjadi satu dan terisolasi dengan bahan yang kuat biasanya dari karet atau silicon untuk menahan tegangan tinggi, kemudian dibungkus lagi dengan anyaman logam yang disebut Harness, yang kegunaanya adalah untuk mencegah terjadinya gangguan terhadap radio pesawat terbang. Sebagai pembungkus yang paling luar adalah bahan plastik untuk mencegah kerusakan yang timbul akibat gesekan. Jumlah kabel tersebut adalah sesuai dengan jumlah busi dan hubungannya dengan busi tersebut dengan memakai penghubung khusus yang di dalamnya terdapat pegas. Dibawah ini adalah salah satu gambar kabel pengapian ( ignition cable ).
Gambar 11-1 Kabel untuk sistem pengapian 2. Kabel untuk penunjuk suhu ( thermocouple cable ) Menghubungkan antara thermocouple probe atau sensing elelment dengan instrumen penunjuk suhu. Bahan untuk konduktor sama dengan bahan untuk sensing elemen, misalnya : untuk penunjukan suhu pada kepala silinder pada motor piston memakai bahan : iron dan constantan atau copper dan constantan. Sedangkan penunjuk suhu pada motor turbine memakai bahan : chromel dan alumel, dimana chromel adalah campuran dari bahan chroom dan nickel. Kabel untuk penunjuk suhu tersebut memakai isolator dari bahan silicon rubber atau fiber glass. Dibawah ini adalah salah satu gambar kabel penunjuk suhu ( thermocouple cable ).
Gambar 11-2 Kabel penunjuk suhu 3. Kabel yang dipakai untuk alat –alat elektronik ( coaxial cable ) Kabel ini terdiri dari konduktor tunggal yang terbungkus isolator dari bahan poly ethylene atau Teflon kemudian dibungkus dengan anyaman logam dan dilindungi
76
pipa untuk mencegah kerusakan terhadap cairan kimia serta panas yang terdapat di sekeliling kabel. Banyak dipakai pada alat – alat elektronik seperti radio frekwensi antene. Dibawah ini adalah salah satu gambar kabel untuk alat – alat elektronik ( coaxial cable ).
Gambar 11.3 Kabel alat elektronik Keuntungan : 1. Terlindung dari muatan listrik statis 2. Terlindung dari radiasi medan magnet yang kuat
77
MATERI 12. ALAT-ALAT PENGONTROL DAN PENGAMAN SISTEM LISTRIK A. Alat-alat Pengontrol Sistem Listrik Pengontrolan sistem listrik dapat dilakukan secara manual dari panel ruangan penumpang atau secara otomatis yang digerakkan dengan mekanik dari bagian-bagian pesawat terbangdan juga dengan elektrik atau elektromagnetik. 1. Switch Switch adalah alat pengontrol arus listrik dengan cara memutus atau menyambung dan juga untuk merubah atau memindahkan arah arus listrik. Kontruksi Switch cukup sederhana sekali yaitu menghubungkan dua permukaan dengan bantuan batang handel. Jenis-jenis Switch dibedakan menurut banyaknya kontaktor (pole) dan sirkuit yang dihubungkan (throw) serta menurut jumlah posisi yang dihubungkan.
Gambar 12-1 SPST (single pole single throw)
Gambar 12-2 SPDT (single pole double throw)
78
Gambar 12-3 DPST (double pole single throw)
Gambar 12-4 DPDT (double pole double throw) a. Togle Switch, disamping jumlah pole dan throw, dibuat juga menurut jumlah posisi yang dihubungkan. Tipe switch ini disebut togle switch. Penggunaan togle switch bersifat umum (general purpose), untuk siskuit yang berlainan. Cara menghubungkan ialah dengan menggerakan tuasnya dan akan kembali sendiri ke posisi terbuka apablia dilepas karena pengaruh pelat pegas
Gambar 12-5 Togle Switch b. Switch Tekan (pust button switch) digunakan pada operasi suatu sistem listrik yang mempunyai kurun waktu yang singkat, seperti starter motor. Konstruksi switch tekan terdiri dari: push button yang menekan pelat kontaktor untuk menghubungkan arus listrik dan dilengkapi dengan pegas.
79
Gambar 12-6 Switch tekan c. Push in solenoid switch yang operasinya dilakukan secara manual dan elektromagnetik. Jenis ini dipakai pada sistem starter mesin turbo. Switch ini akan tetap pada posisi ON sampai terjadinya penurunan arus yang melalui kumparan solenoid yang akan mengembalikan plunger push button dan plate pada posisi off.
Gambar 12-7 Push in solenoid switch
80
d. Switch putar (rotary selector switch) adalah togle switch yang mempunyai pole tunggal dan multi throw. Apabila knop atau pole diputar akan berhubungan pada salah satu sirkuit dan posisi open pada sirkuit yang lain.
Gambar 12-8 Switch putar 2. Mikro Switch Mikro switch adalah push button switch di mana akan mempunyai kedudukan pada posisi ON atau OFF di dalam sirkuitnya apabila push buttonnyaditekan dengan ringan karena gerakkan pelat kontaktornyasangat kecil. Contoh pemakaian pada sistem kontrol pada pendaratan (landing gear)
Gambar 12-9 Mikro switch 3. Relay Apabila suatu sistem listrik mempunyai beban arus listrik sangat tinggi sehingga tidak dapat dipasang switch sebagai alat pengontrol sistem, maka dipasang relay yang berfungsi sebagai switch. Relay terdiri dari : kumparan, iron core dan kontaktor. Tipetipe relay adalah Fix core dan Movable core
Gambar 12-10 Relay
81
B. Alat-alat Pengaman Sistem Listrik Pada peristiwa hubungan pendek (Short Circuit), over load atau kejadian lain yang tidak dikehendaki dan terjadi di dalam kabel atau peralatan-peralatan listrik lainnya adalah sangat membahayakan sistem listrik. Untuk mencegah timbulnya hal-hal tersebut maka dipasang alat pengaman sistem listrik seperti : 1. Fuse Fuse adalah alat pengaman sistem apabila terjadi hubungan pendek atau beban arus yang berlebih dengan jalan memutuskan arus listrik di dalam sistem. Alat pengaman ini dibuat dari elemen yang mempunyai titik cair rendah, elemen tersebut terbungkus di dalam keramik atau kaca untuk melindungi loncatan api sewaktu elemen terbakar. Material yang biasa dipakai untuk elemen adalah tin, timbel atau campuran tin dan bismuth juga perak atau tembaga. Current limiter adalah alat pengaman apabila terjadi beban arus yang tinggi di dalam sistem listrik.
Gambar 12-11 Fuse 2. Current limiter Alat ini bekerja seperti fuse yang mempunyai elemen terbuat dari bahan yang mempunyai titik cair tinggi, sehingga pada saat masih mengalirkan arus, belum meleleh. Elemennya terbuat dari tinned copper yang berbentuk strip. Ujung-ujungnya dibentuk untuk tempat hubungan pada sirkuit, sedang dibagian tengah ditutup dengan keramik segi empat, pada salah satu permukaan terdapat lobang untuk mengecekan dan ditutup dengan bahan gelas sehingga terlihat dari luar.
Gambar 12-12 Current limiter 3. Circuit breaker Circuit breaker adalah alat pengaman yang mempunyai prinsip sama dengan fuse atau current limiter yaitu memutuskan hubungan arus listrik. Bekerjanya circuit breaker dengan gerakkan mekanis dari element bimetal yang mengembang karena adanya
82
panas akibat beban listrik yang melalui elemen tersebut, sehingga hubungan arus listrik akan terputus. Circuit breaker terdiri dari tiga bagian pokok : element bimetal (thermal element), kontaktor, tombol tekan dan tarik (push –pull button switch) untuk ON dan OFF.
Gambar 12-13 Circuit breaker
83
MATERI 13. SISTEM STARTING MESIN Untuk menghidupkan mesin, digunakan suatu alat yang disebut starter. Starter adalah suatu alat untuk mendapatkan energy mekanik yang berupa putaran, kemudian tenaga tersebut diteruskan ke poros engkol mesin sehingga mesin dapat berputar. Ada beberapa macam atau jenis starter, diantaranya ialah : starter manual, starter generator. A. Starter Manual Dahulu sebelum ditemukan alat yang dapat memutarkan mesin untuk start, cara menghidupkannya adalah dengan sebuah engkol yang berputar dengan tangan. Pada pesawat terbang cukup dengan memutarkan baling-balingnya. Ini hanya dilakukan pada mesin-mesin yang bertenaga kecil. Untuk mesin yang bertebaga besar, digunakan alat yang dapat menyimpan tenaga dan memperbesar sebelum dihubunkan ke mesin, alat ini dinamakan Intertia Starter.
Gambar 13-1 Starting manual Alat ini terdiri dari : 1. Fly whell, adalah suatu roda yang berfungsi menimpan energi yang dihasilkan oleh putaran motor atau putaran yang diperoleh dari tenaga manusia melalui engkol 2. Reduction Gear adalah alat yang berupa roda-roda gigi untuk merubah putaran cepat dari motor starter menjadi putaran rendah untuk diteruskan ke mesin 3. Overload Release Clutch adalah alat yang berupa clutch (genggaman) untuk melindungi mesin starter dan mesin agar tidak rusak akibat mesin macet 4. Starter Jaw adalah alat penghubung antara motor starter dan mesin
84
Gambar 13-2 Starter dengan engkol Keterangan : • Engkol • Pipa tambahan • Adaptor dan sambungan universal • Tuas • Batang penarik • Penghubung pegas • Pegas • Starter • Baut • Mur Bila mesin pesawat akan dihidupkan maka harus ada dua orang untuk kerja ini. Satu orang di cockpit (sebagai penerbang) dan satu lagi di luar untuk memeutar starter. Engkol diputar sampai starter mencapai putaran cukup, dan penerbang menarik batang penarik (starter oull rod) yang akan menghubungkan jaw dengan mesin maka mesin pun akan hidup Starter ini merupakan jenis atau tipe yang paling awal yang menggunakan intertia starter. Dipakai pada mesin piston yang relatip kecil. Sekarang hamper tidak pernah lagi dijumpai lagi. B. Starter Tenaga Listrik Starter ini sekarang banyak digunakan pada pesawat terbang kecil sedang pada pesawatpesawat menengah dan besar sudah tidak menggunakan lagi.
85
•
•
•
•
•
•
•
•
Gambar 13-3 Stater Motor Dc seri Jenis ini digunakan karena mempunyai keuntungan di bandingkan dengan motor jenis lain yaitu mempunyai torsi yang kuat, hingga cocok untuk keperluan starter. Flywhell Roda penerus yang dihubungkan dengan armature motor. Flywell mempunyai fungsi dapat menimpan tenaga yang dihasilkan oleh motor. Reduction Gears Adalah untuk merubah putaran yang dihasilkan oleh motor menjadi putaran rendah dan dengan demikian dapat menambah torsi yang dihasilkan oleh motor. Dengan putaran rendah ini maka dapat dipindahkan untuk memutar mesin secara perlahan oleh starter jaw. Overload Release Clutch Alat ini letaknya antara reduction gear dengan jaw. Gunanya untuk mengatasi apabila starter mendapat beban lebih, maka alat ini lat ini menyelamatkan motor agar tidak terbakar. Alat ini terdiri dari pelat-pelat tipis yang ditekan dengan pegas dan sebagai landasan dari pada planetary gear. Jika starter mendapat beban lebih, maka planetary gear tidak bergerak dan plat-plat ini bergerak mengikuti putaran roda. Starter Jaw Jaw akan menghubungkan dan memindahkan tenaga flywhell ke esin melalui ujung engkol. Jaw dilengkapi dengan pegas, sehingga dapat kembali pada posisi semula. Jaw didorong oleh batang tuas yang memanjang ditengah-tengah starter. Meshing Solenoid Digunakan untuk mendorong batang tuas sehingga jaw berhubungan dengan mesin. Solenoid ini digerakkan oleh tenagan listrik. Starter Switch Relay Untuk mengontrol sirkuit motor. Switch atau sakalar terletak di cockpit dan dikontrol oleh penerbang. Sedangkan relay, untuk menghubungkan sumber arus DC yang besar ke motor. Hand Grank Untuk memutar motor/starter dengan tangan jika terjadi kerusakan sirkuit listrik untuk motor. Jadi sifatnya cadangan.
Cara kerjanya : Bila switch diarahkan ke atas maka menghubungkan sumber arus ke motor dan starter berputar, sementara jaw tetap berputar. Setelah putaran dianggap cukup maka maka penerbang memindahkan switch ke bawah, maka solenoid akan mendorong batang tuas dan jaw akan berhubunganh dengan mesin dan sumber arus untuk motor terputus.
86
C. Starter Generator
Gambar 13-4 Stater Generator Dilengkapi dengan : • Motor Relay, untuk menghubungkan arus listrik dari sumber ke starter • Under Current relay, relay yang bekerja pada ampere tertentu • Emergency Stop, switch yang digunakan untuk memutus sirkuit Cara kerja : mempunyai dua lilitan yaitu : Kumparan tegangan (kumparan shunt), mempunyai banyak lilitan dari kawat yang tipis/kecil dan dihubungkan pararel dengan rangkaian luar generator. Kumparan arus yang terdiri dari kawat tebal dengan jumlah lilitan yang sedikit dan dihubungkn seri dengan batere. Pada tengah-tengah kumparan tersebut terdapat inti yang akan bersifat magnetis apabila ada arus yang cukup, dan ujungnya terdapat sebuah kontak. Cara kerjanya : Apabila putaran pada generator naik, maka tegangan generator yang dibangkitkan, demikian juga arusnya, sehingga inti akan menarik kontak. Dengan demikian maka arus akan mengalir ke batere dari generator, karena tegangan generator telah lebih besar dari dari tegangan batere, sehingga batere dapat mengisi kembali. Apabila putaran generator turun hingga tegangan generator lebih kecil daripada batere, maka arus akan mengalir melalui kumparan arus dari batere ke generator. Oleh karena itu arus ini bertentangan arahnya, maka akan mengurangi penguatan medan magnet inti, yamg dihasilkan oleh kumparan tegangan sehingga dapat membuka kontak kembali. Ini berarti hubungan telah terputus dan arus dari batere dicegah mengalir ke generator.
87
MATERI 14. MESIN PEMBAKARAN Mesin pembakaran dalam adalah sebuah mesin yang sumber tenaganya berasal dari pengembangan gas-gas panas bertekanan tinggi hasil pembakaran campuran bahan bakar dan udara, yang berlangsung di dalam ruang tertutup dalam mesin, yang disebut ruang bakar (combustion chamber). Sebuah mesin piston bekerja dengan membakar bahan bakar hidrokarbon atau hidrogen untuk menekan sebuah piston, sedangkan sebuah mesin jet bekerja dengan panas pembakaran yang mendorong bagian dalam nozzle dan ruang pembakaran, sehingga mendorong mesin ke depan. Dalam percikan mesin pengapian sistem pengapian memberikan percikan yang menyalakan bahan bakar / campuran udara di silinder dan terdiri dari magnet, busi, menyebabkan tegangan tinggi, dan saklar pengapian. A. Penggunaan Dua magnet Sebuah dinamo menggunakan magnet permanen untuk menghasilkan listrik saat ini benarbenar independen dari sistem listrik pesawat. dinamo yang menghasilkan tegangan cukup tinggi untuk melompat percikan di celah busi di dalam silinder masing-masing. Sistem ini mulai api saat starter dan poros engkol bergerak mulai berubah. Hal ini terus beroperasi setiap kali poros engkol yang berputar.Sebagian besar pesawat sertifikat standar menggabungkan sistem pengapian ganda dengan dua magnet individu, yang terpisah terhadap kabel, dan busi untuk meningkatkan keandalan sistem pengapian. Setiap dinamo beroperasi secara independen untuk memecat salah satu dari dua busi di setiap silinder. Penembakan dua busi meningkatkan pembakaran bahan bakar / campuran udara dan menghasilkan output daya yang sedikit lebih tinggi. Jika salah satu magnet gagal, yang lain tidak terpengaruh. Mesin akan terus beroperasi secara normal, meskipun sedikit penurunan daya mesin dapat diharapkan. Hal yang sama adalah benar jika salah satu dari dua busi di dalam silinder gagal.
Gambar 14-1 Pengoperasian Dinamo Pengoperasian dinamo dikontrol dalam dek penerbangan oleh saklar pengapian. switch memiliki lima posisi: 1. 2. 3. 4. 5.
OFF R (kanan) L (kiri) KEDUA START
Dengan KANAN atau KIRI dipilih, hanya dinamo asosiasi tersebut diaktifkan. Sistem ini beroperasi pada kedua magnet dengan KEDUA dipilih.
88
Sebuah sistem pengapian berfungsi dapat diidentifikasi selama pemeriksaan pretakeoff dengan memperhatikan penurunan rpm yang terjadi ketika saklar pengapian pertama kali pindah dari KEDUA ke KANAN, dan kemudian dari KEDUA ke KIRI. Penurunan kecil di rpm mesin normal selama memeriksa hal ini. Penurunan diperbolehkan terdaftar dalam AFM atau POH. Jika mesin berhenti berjalan ketika beralih ke satu dinamo atau jika penurunan rpm melebihi batas yang diijinkan, tidak terbang pesawat sampai masalah tersebut diperbaiki. Penyebabnya bisa mengotori busi, kabel rusak atau korsleting antara dinamo dan colokan, atau pemberhentian tidak semestinya berjangka waktu dari busi. Perlu dicatat bahwa "tidak ada drop" di rpm tidak normal, dan dalam hal itu, pesawat tidak boleh diterbangkan. Setelah shutdown mesin, putar saklar kunci kontak ke posisi OFF. Bahkan dengan baterai dan master switch OFF, mesin dapat api dan turn over jika saklar pengapian kiri ON dan propeller tersebut akan dipindahkan karena dinamo yang tidak memerlukan sumber tenaga listrik luar. Menyadari potensi cedera serius dalam situasi ini. Bahkan dengan saklar pengapian dalam posisi OFF, jika kawat tanah antara dinamo dan saklar kunci kontak menjadi terputus atau patah, mesin sengaja bisa mulai jika baling-baling digerakkan dengan bahan bakar sisa dalam silinder. Jika hal ini terjadi, satu-satunya cara untuk menghentikan mesin ini adalah untuk memindahkan campuran tuas ke posisi idle cutoff, maka memiliki sistem diperiksa oleh seorang teknisi pemeliharaan penerbangan berkualitas. B. Keuntungan dari dua magnet
Pesawat memiliki sistem pengapian ganda untuk keamanan dan efisiensi. Jika satu sistem magneto gagal, mesin dapat beroperasi pada sistem lain sampai Anda bisa membuat pendaratan yang aman. Dua busi meningkatkan pembakaran dan pembakaran campuran, memberikan performa yang ditingkatkan.
Roda gila berperan sebagai salah satu bagian kecuali segmen, yang merupakan magnet permanen. Segmen magnetik mengkonversi sebagian energi mekanik roda gila menjadi energi listrik ke api busi. Hal ini dilakukan melalui interaksi antara dinamo diletakkan di atas roda gila (tapi tidak menyentuh) dan magnet roda gila. Dinamo terdiri dari sirkuit primer dan sekunder. Ini adalah melilit inti yang sama dalam koil sama tapi elektrik terisolasi dari satu sama lain. Rangkaian sekunder kabel lebih ringan dan ada sekitar 60 ternyata dalam sekunder untuk setiap giliran di gulungan primer. Sebagai roda gila berputar, magnet permanen dibawa ke kedekatan dengan koil dan, pada kecepatan mesin 3000 RPM, ini menghasilkan tegangan 170 V di gulungan primer dan sekitar 10.000 V (= 170x60) di gulungan sekunder. Kebakaran berliku sekunder busi melalui kabel hitam yang ditunjukkan gambar berikut inthe. Perlu diketahui bahwa cara ini, penembakan busi ini terkait dengan posisi roda gila (dan karenanya posisi piston di dalam silinder). C. Langkah Dalam Piston 1. Stroke ASUPAN: Pada langkah isap atau induksi piston, piston turun dari atas silinder ke bagian bawah silinder, mengurangi tekanan di dalam silinder. Campuran bahan bakar dan udara dipaksa oleh atmosfer (atau lebih) tekanan ke dalam silinder melalui port asupan. Katup intake (s) kemudian tutup. 2. KOMPRESI stroke: Dengan kedua intake dan exhaust katup tertutup, piston kembali ke atas silinder menekan campuran bahan bakar-udara. Hal ini dikenal sebagai stroke kompresi. 3. Stroke POWER:. Sedangkan piston mendekati Top Dead Center, campuran udarabahan bakar dikompresi dinyalakan, biasanya oleh busi (untuk bensin atau mesin Otto
89
siklus) atau oleh panas dan tekanan dari kompresi (untuk siklus diesel atau kompresi motor bakar). Tekanan besar yang dihasilkan dari pembakaran campuran bahan bakarudara tekan drive piston kembali turun menuju pusat mati bawah dengan kekuatan yang luar biasa. Hal ini dikenal sebagai stroke daya, yang merupakan sumber utama dari torsi mesin dan kekuasaan. 4. Stroke BUANG:. Selama knalpot stroke, piston sekali lagi kembali ke pusat mati atas sedangkan katup buang terbuka. Tindakan ini mengungsikan produk pembakaran dari silinder dengan menekan campuran bahan bakar-udara menghabiskan melalui katup buang D. Pembagian Pesawat Terbang 1. Lebih berat dari udara Pesawat terbang yang lebih berat dari udara disebut aerodin, yang masuk dalam kategori ini adalah autogiro, helikopter, girokopter dan pesawat bersayap tetap. Pesawat bersayap tetap umumnya menggunakan mesin pembakaran dalam yang berupa mesin piston (dengan baling-baling) atau mesin turbin (jet atau turboprop) untuk menghasilkan dorongan yang menggerakkan pesawat, lalu pergerakan udara di sayap menghasilkan gaya dorong ke atas, yang membuat pesawat ini bisa terbang. Sebagai pengecualian, pesawat bersayap tetap juga ada yang tidak menggunakan mesin, misalnya glider, yang hanya menggunakan gaya gravitasi dan arus udara panas. Helikopter dan autogiro menggunakan mesin dan sayap berputar untuk menghasilkan gaya dorong ke atas, dan helikopter juga menggunakan mesin untuk menghasilkan dorongan ke depan. 2. Lebih ringan dari udara Pesawat terbang yang lebih ringan dari udara disebut aerostat, yang masuk dalam kategori ini adalah balon dan kapal udara. Aerostat menggunakan gaya apung untuk terbang di udara, seperti yang digunakan kapal laut untuk mengapung di atas air. Pesawat terbang ini umumnya menggunakan gas seperti helium, hidrogen, atau udara panas untuk menghasilkan gaya apung tersebut. Perbedaaan balon udara dengan kapal udara adalah balon udara lebih mengikuti arus angin, sedangkan kapal udara memiliki sistem propulsi untuk dorongan ke depan dan sistem kendali. E. Sistem Pengapian Sistem pengapian pada pesawat yang menggunakan mesin motor pston lebih rumit dibandingkan dengan sistem pengapian pada pesawat turbopada mesin piston harus mengikuti aturan waktu,sedangkan mesin turbo tidak,maka yang akan di pelajari adalah mesin motor yang menggunakan piston,yang dimana terdapat dua sistem pengapian yaitu : Sistem pengapian dengan battery dan sistem pengapian dengan magneto.
Gambar.14-2 Komponen Sistem Pengapian. 1. Sistem Pengapian dengan Battery Pesawat-pesawat sekarang banyaknya memakai sistem pengapian magneto, sedangkan yang memakai sistem pengapian dengan battery dipakai oleh pesawat tipe-
90
tipe lama, Pada pengapian pada battery api yang diberikan untuk pembakaran menggunakan sumber arus listrik yang berasal dari battery. a. Komponen dan Fungsinya Komponen - komponen dan disertai dengan fungsinya yang terdapat dalam sistem pengapian dengan battery terdiri dari : Battery,sebagai sumber arus listrik Coil/Step up transformer,sebagai penaik tegangan battery Pemutus arus/kontak breker,sebagai pemutus dan penghubung tegangan Kapasitor ,sebagai pengaman bila ada arus lebih sekaligus sebagai penyimpan tegangan primer untuk menghasilkan TMA agar lebih cepat Distributor,sebagai pembagi tegangan ke busi Busi/Spark plug,sebagai penghasil percikan api b. Cara Kerja Dimulai dari kunci kontak dinyalakan dan sumber arus listrik dari batterypun mengalir menuju coil/trafo sebagai penaik tegangan dari battery,setelah itu dimainkan oleh contact breaker secara diputus dan dihubungkan kembali untuk menghasilkan tegangan yang cukup tinggi bertujuan agar busi bisa menyala yang nantinya akan di berikan terlebih dahulu kepada distributor untuk pembagi tegangannya dimana bekerjanya bila memiliki silinder 4 maka akan di bagikan dengan urutan bersama antara 1 dan 3 , 2 dan 4,hal tersebut dikarenakan oleh loncatan bunga api akan keluar setiap dua kali putaran setelah itu maka akan timbullah percikan pada busi untuk menghidupkan mesin dengan urutan busi yang hidup seperti di atas.
Gambar 14-3 Pengapian dengan battery 2. Sistem Pengapian magneto Bentuk yang sederhana spark pengapian yang menggunakan magnet. Mesin spins magnet di dalam suatu gulungan, dan juga menerapkan kontak breaker,magneto ini ada yang menghasilkan tegangan rendah dan ada juga yang menghasilkan tegangan tinggi,bedanya bila dalam tegangan rendah harus di pasang step up transformer untuk bisa di teruskan, sedangkan yang tegangan tinggi sudah tidak perlu lagi transformer,dan magneto yang bertegangan tinggilah yang sekarang banyak dipakai karena lebih praktis.
91
Gambar 14-4 Magneto a. Komponen dan Fungsinya Komponen - komponen dan disertai dengan fungsinya yang terdapat dalam sistem pengapian magneto terdiri dari : Pemutus arus/kontak breker,sebagai pemutus dan penghubung tegangan Coil,sebagai penghasil TMA Kapasitor ,sebagai pengaman bila ada arus lebih sekaligus sebagai penyimpan tegangan primer untuk menghasilkan TMA agar lebih cepat Busi/Spark plug,sebagai penghasil percikan api b. Cara Kerja Dimulai dari kunci kontak/cam dinyalakan dan pemutus hubung arus pun langsung memainkan perannya untuk menghasilkan titik maksimum akhirantara gulungan primer dengan gulungan sekunder maka terjadilah induksi elektromagnetik,setelah TMA sudah tepat maka di salurkanlah ke busi untuk menyalakan mesin,pada rangkain magneto dipasang pula kapasitor untuk pengaman bila ada tegangan lebih c. Kekurangan sistem pengapian magneto
Kumparan pengapian yang dipakai haruslah mempunyai nilai Induktansi yang besar, sehingga unjuk kerjanya di putaran tinggi mesin kurang memuaskan. Bentuk fisik kumparan pengapian yang dipakai relatif besar. Pemakaian kontak pemutus (breaker contact) menuntut perawatan dan penggantian komponen tersendiri. Membutuhkan Pencatu daya yang mempunyai keluaran dengan Beda potensial listrik yang relatif rendah dan Kuat arus listrik yang relatif besar. Hal ini menuntut pemakaian komponen penghubung yang mempunyai nilai Resistansi serendah mungkin
d. Kecepatan Putar Kecepatan putaran magneto terhadap mesin dapat dihitung dengan rumus: Jumlah Silinder 2X Loncatan bunga api setiap magneto Sebuah magneto menghasilkan loncatan bunga api dua kali setiap putaran magneto,apabila magneto dipasang pada mesin yang memiliki empat silinder. 4 2X2 maka magneto tersebut harus diputar dengan kecepatan yang sama deng kecepatan silinder Pada mesin yang memiliki lebih dari enam silinder jumlah loncatan apinya adalah 4 kali putaran mesin,Jadi untuk mesin yang memiliki 12 silinder,magneto harus diputar satu setengah kali kecepatan mesin
92
MATERI 15. ALAT – ALAT BANTU PADA BAGIAN IGNITION SYSTEM Pada waktu mesin dijalankan putaran mesin rendah dan putaran magneto juga rendah sehingga induksi EMF pada kumparan primer belum cukup untuk menghasilkan loncatan bunga api dengan energy panas yang disyaratkan. Sehingga perlu menggunakan suatu alat bantu yang bekerja sebagai step up Transformer. Adapun alat – alat bantu yang dimagsud adalah : A. BOOSTER COIL Booster Coil ada dua macam : impulse tegangan tinggi atau impulse tegangan rendah, Booster Coil mengambil tenaga dari sumber listrik battery atau ground power. Supply tersebut dikontrol secara terpisah melalui Booster Coil Switch Starter mesin. Booster Coil tegangan tinggi memberikan impulse tenaga listrik langsung ke distributor, sedangkan Booster Coil tegangan rendah memberikan impulse tenaga listrik ke kumparan primer magneto.
Gambar 15-1 Sirkuit impulse Tegangan tinggi
Gambar 15-2 Sirkuit Impulse Tegangan Rendah
93
Dari kedua sirkuit tersebut di jelaskan perbedaan antara kedua macam impulse. Impulse tegangan tinggi terdiri dari kumparan primer dan skunder serta breaker poin yang dihubungkan seri dengan kumparan primer, sehingga arus pada kumparan primer terputus – putus (intermitten) ; hal ini akan menimbulkan garis gaya magnit yang terputus – putus secara cepat dan akan memotong kumparan skunder, sehingga pada kumparan skunder tersebut akan timbul induksi yang menghasilkan arus tegangan tinggi yang ditunjukan ke distributor pada magneto. Pada sirkuit impulse tegangan rendah hanya terdiri dari sebuah kumparan saja yang fungsinya sebagai relay pembuka breaker point sehingga hasilnya hanya arus battery yang terputus – putus (intrmitten) dan ditunjukan kepada kumparan primer pada magneto. Dari kumparan primer magneto akan meng induksi kumparan skunder dan dibagi – bagikan ke busi melalui distributor. B. IMPLUSE COPLING Implus kopling disebut juga implus starter, dipakai pada mesin piston ringan sebagai pengganti booster coil, karena itu system pengapian pada mesin piston ringan sangat sederhana. Impulse coupling dipasang jadi satu dengan magneto. Magneto dengan impulse coupling akan menghasilkan loncatan bunga api yang kuat pada waktu star dengan menambah percepatan putaran. Jadi fungsi dari impulse coupling adalah menambah percepatan putaran magneto pada saat mesin start (putaran pelan). Seperti gambar berikut menunjukan bentuk impulse coupling.
Gambar 15-3 Impulse Coupling C. BUSI (Spark Plug) Kegunaan dari busi adalah menghasilkan loncatan bunga api dengan energy panas yang cukup untuk membakar campuran bahan bakar dna udara di dalam silinder. Bunga api tersebut ditimbulkan oleh impulse tenaga listrik tegangan tinggi yang mampu meloncati gap dari electroda katoda dan anoda pada busi. Bagian-bagian pokok dari busi (gambar diatas) adalah : 1. Outer shell, 2. Insulator, 3. Centre electrode,
94
Outer shell terbuat dari baja yang dilapis untuk mencegah karat yang ditimbulkan oleh gas panas dari pembakaraan. Outer shell tersebut terbuat ber-ulir untuk menempatkan dan memasukan busi kedalam silinder, di mana ulir tersebut mempunyai toleransi sangat kecil dengan uril pada silinder head (heli coil).
Gambar 15-4 Busi Heli coil adalah inserting thread pada silinder head untuk mencegah kerusakan uril pada silinder head karena sering dibuka dan dipasang. Uril dari outers shell tersebut dilengkapai dengan whaseher untuk mencegah kebocoran gas melalui busi. Bahan yang dipakai untuk isolator adalah : Ceramic atau aluminium oxide – ceramic. Bahanbahan tersebut berfungsi sbagai penahan panas, panahan arus listrik dengan tegangan tinggi ke negative electrode atau ground melalui gap, sehingga akan timbul loncatan bunga api, dari impulse tenaga listrik tegangan tinggi. D. SISTEM PENGAPIAN MESIN TURBO System pengapian mesin turbo lebih sederhana dibanding dengan mesin piston, karena tidak memerlukan timing tetapi memerlukan energy panas yang sangat tinggi yang dimagsudkan untuk mengatasi perobahan-perobahan kondisi udara dan bilamana diperlukan untuk pengapian kembali pada waktu terbang (relight).
Gambar 15-5 Sirkuit Pengapian Mesin Turbo Gambar diatas menunjukan circuit diagram system penyalaan mesin turbo dengan energy panas yang tinggi. Arus searah dari bus-bar utama menglir ke kumparan induksi atau diode tegangan tinggi, setelah ignition switch On dan ignition relay bekerja. Generator termasuk di dalam sistim pengapian pada sistim starter dan terkontrol bebas sewaktu relight. Arus listrik dari indiksi kumparan ditampung di dalam kapasitor penampung (reservoir capacitor) sampai tegangan 2000 volts, dimana jumlah tegangan tersebut cukup untuk
95
melewati gap dari discharger tube yang terdiri dari dua plat tungsten yang terbungkus di dalam glass tube. Jadi fungsi discharge tube yang memiliki sifat breakdown voltage, adalah menjaga agar arus listrik yang berasal dari capacitor belum dapat mengalir sebelum mencapai kerja breakdown voltagenya. Dengan kata lain discharge tube merupakan sebuah relief valve untuk arus listrik. Arus yang melalui gap mengalir lewat choke yang dimagsudkan untuk memperpanjang kurun waktu loncatan arus tersebut dan arus melalui harness ke busi (ignition plug) sehingga timbul loncatan bunga api dengan energy panas yang tinggi. Untuk menjaga agar tegangan pada arus yang menuju ke ignition plug tidak melebihi 2000 volt, maka dipasang voltage limiter untuk membuang kelebihan tegangan maka intensitas panas yang dihasilkan oleh ignition plus terpenuhi, karena kekutan arusnya relative tinggi. Dalam system pengapian turbo kebanyakan menggunakan dua busi dan dipasang secara diametrically untuk membalans pengapian pada waktu start. Energy listrik pada system pengapian mesin turbo diukur dalam joules.
96
MATERI 16. SISTEM PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
A. DC POWER SUPPLY Di dalam pesawat terbang umumnya dipakai tenaga arus searah atau DC (direct Current). Alat-alat atau komponen-komponen yang memakai arus dia antaranya adalah: 1. Panel light 2. Landing light 3. Taxy light 4. Wing inspection light 5. Fuel pump 6. Rotating beacon 7. Position light atau bottom rotaring beacon 8. Cabin light 9. Turn and bank indocator 10. Gear, oil, fuel, indicator 11. Stall warning 12. Trim and cowl indicator 13. Semua jenis solenoid/switch relay untuk control 14. Cowl flap motor 15. Wing flap motor 16. Landing gear motor Dll Pesawat kecil umumnya system kelistrikannya lebih sederhana yang diperluka hanya lampu-lampu, navigasi, lampu-lampu instrument dan alat-alat navigasi dan radio. Sumbersumber tenaga listrik DC bagi pesawat kecil adalah: 1. Airborne (yang dibawa dalam pesawat): a. Battery atau disebut accumulator b. DC generator yang diputar oleh mesin 2. ON GROUND (yang disiapkan dibawah pesawat) a. Ground battery b. Ground Power Unit (G.P.U) Sumber-sumber tenaga listrik DC bagi pesawat besar adalah: 1. Airborne (yang dibawa di dalam peasawat) a. Battery b. DC generator yang diputar oleh mesin c. Auxiliary Power Unit (APU) 2. ON GROUND yang disiapkan dibawah adalah GPU Pada pesawat kecil yang memakai sistim listrik 12 volt, generatornya mengeluarkan output 15 volt maximum. Pesawat kecil, sedang dan besar biasanya memakai sistim listrik 24 volt, dan generatornya mengeluarkan output 20 volt maximum. Battery di dalam pesawat terbang digunakann untuk : 1. Starting bagi pesawat yang mampu bila distart pakai battery. 2. Untuk EMERGENCY (keadaan darurat) Dalam hal ini apabila pesawat crash, atau mesin mati maka dalam hal ini apabila berkomunikasi dengan tower atau dengan pesawat lain, minta tolong dan member tahukan posisinya. Sedangkan penggunaan listrik untuk keperluan-keperluan lain di OFF kan
97
Ground Power Unit (GPU) Ground Power Unit (GPU) adalah sejenis pembangkit tenaga listrik yang sumber mechanical energinya berasal dari motor piston atau motor turbine (Gas turbine Engine = GTE). GPU biasa disiapkan dipelabuhan-pelabuhan besar atau sedang untuk melayani, terutama starting bagi pesawat-pesawat sedang dan besar. Salah satu jenis GPU yang dibuat oleh Lycoming Division dari pabrik AVCO, mempunyai 4 cylinder, opposed engine, air cooled pakai blower. Kemampuannya kira-kira sekitar 90 HP. Mesin ini dipakai untuk memutar generator yang mengeluarkan output sekitar 400 amper. Arus yang 400 amper ini cukup untuk menstart mesin piston 18 cylinder, double row radial engine, keluaran pabrik part and whitney atau mesin jet yang memakai system listrik untuk menstarnya seperti pda pesawat T-33, sabre F-86, F-27, CASA dan lain-lain. Pda saat sekarang GPU yang memakai piston engine sudah jarang dijumpai GPU. Model sekarang adalah GTE, yang terkenal adalah buatan AIR-ESEARCH, USA. GTE ini disalurkan untuk : a. Pembangkit Tenaga Listrik (Power Supply) Untuk tenaga listrik DC atau AC b. Tenaga kompresor, dimana tekanan angin daris kompresor ini bias dipakai untuk start pada pneumatic starter ataupun untuk airconditioning. Dipelabuhan-pelabuhan besar ground service bus/cart tidak hanya terdapat GPU tetapi ada pula airconditioning cart cargo loading, towing dan lain-lain. Auxiliary Power Unit (APU) Sebagaimana GPU, airborne Power Unit ini dulunya adalah piston engine sebagai sumber tenaga untuk pembangkit tenaga listrik ataupun untuk tenaga kompresor. APU disebut juga airborne Power Unit karena “mesin kecil” ini dibawa didalam pesawat terbang, dan lokasinya biasanya dibagian “Unpressuized Area” bagian “fuselage” yang tidak bertekanan udara. (Bukan vacum) bagian-bagian ini biasanya pada tail area. APU sekarang adalah GTE, sebuah “mesin jet kecil” yang tenaganya dipergunakan untuk menyediakan tenaga listrik DC ataupun AC sebagai emergency apabila sumber tenaga dari engine tidak bekerja dan GPU tidak ada APU ini juga menyediakan “compress air” untuk pneumatic starter atau air conditioning apabila engine tidak bekerja dan GPU tidak ada gambar diatas. Jadi seorang mekanik harus betul-betul mempersiapkan APU yang “ready for use” di dalam peswat agar supaya bila pesawat tersebut mendarat dipelabuhan udara kecil/sedang yang tidak ada GPU/ ground service cart, APU bias menolong untuk menstart engine.
Gambar 16-1 Auxilary Power Unit
98
APU di dalam pesawat terbang mempunyai system yang mandiri di cockpit pada “flight engine” panel terdapat APU control, untuk menstart APU dari battery, juga terdapat APU instrument yaitu menunjuk volt, ampere, frequency, oil pressure, oil temp, indicator ligt dan lain-lain, di dalam unpressurized area dimana APU ditempatkan juga terdapat APU control dan instrumennya. B. SISTEM PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK PADA PESAWAT-PESAWAT KECIL/SEDANG Sistem pembangkit tenaga listrik yang sederhana biasa dipasang pada pesawat-pesawat kecil bermesin tunggal dan pesawat-pesawat bermesin ganda dengan muatan antara 6-8 orang.
Gambar 16-2 Instalasi Pembangkit Tenaga Listrik Sistem pembangkit tenaga listrik untuk fixed wing maupun helicopter yang sederhana ini terdiri dari pada sirkuit battery, sirkuit generator dengan generator kontrol, sirkuit engine starter, sebuah busbar dengan circuit breakernya, control switches, ampere meter, sirkuit penereangan dalam dan panel, sirkuit penerangan luar lampu pendarat, lampu navigasi dan sirkuit radio gambar skema dari pembangkit tenaga listrik yang sederhana tertera pada gambar 16-2. Sistem pembangkit tenaga pada peswat terbang umumnya 28 volt (untuk battery 24 volt) dan ada pula yang memakai sistem 12 volt pada pesawat kecil. Semua pemakai listrik (all normal load) memperoleh tenaga listrik dari generator. Ada beberapa jenis generator yang menghasilkan direct curent (DC) pada pesawat-pesawat kecil yaitu: 1. DC generator 2. Generator yang menghasilkan DC dan AC seperti pada pesawat cesna 421 3. Alternator yang menghasilkan DC output setelah melalui rectifier Salah satu tipe dari DC generator circuit kita ambilkan dari sebuah peswat cesna model 310. Pesawat ini memakai 2 buah engine, masing-masing pada sayap kiri dan pada sayap kanan. Setiap engine mempunyai sebuah generator. Termenil generator A+ dihubungkan kebusbar A- melalui resistor untuk equaliser ke ground dan F dihubungkan ke voltage regulator melalui generator switch. Sistem tenaga (power sistem) dari generator-generator ini disambungkan pada busbar secara paralel (51) dari listrik diteruskan ke busbar distribusi (main bus (5)) dimana supply listrik diteruskan ke komponen-komponen dan alat-alat yang diperlukan . pada busbar ini pula battery (+) dihubungkan. Setiap sistem tenaga (power sistem) dari generator-generator ini disambungkan pada busbar secara paralel (51) dari busbar ini diteruskan ke busbar distribusi (main bus (5))
99
dimana supply listrik diteruskan ke komponen-komponen dan yang diperlukan. Pada busbar ini pula battery (+) dihubungkan. Setiap sistem generator diperlengkapi dengan sebuah voltage regulator (48) sebuah reverse current cut out (52) , paralel resistor (44) dan generator switch yang digabungkan dengan equalizer switch (47). Apabila generator switch ini di OFF kan maka generator tidak mengeluarkan output dan reverse current cut uot aka terbuka, memutuskan hubungan dari busbar ke generator untuk mencegah adanya arus balik dari busbar.
Gambar 16-3 Sistem Generator Pesawat yang kecil atau sedang sekarang ini banyak memakai DC alternator. Jenis alternator ini disebut DC alternator atau frequency wild generator sebab kontruksinya adalah adalah AC generator 3 phase tetapi output seluruhnya melalui 6 buah diode yang di pasang di dalam housing setelah directifield menjadi DC dihubungkan langsung ke busbar dan battery. Arus dari busbar setelah melalui voltage regulator baru masuk ke field dari generator.
100
Gambar 16-4 Instalasi Listrik dari DC Alternator ke Battery Pada gambar 16-4 terlihat hubungan sebuah DC alternator ke battery. Busbar dan voltage regulator yang memakai transistor control. Dalam penyambungan dari output generator ke busbar dan battery disini tidak diperlukan adanya RCR (reverse current relay) sebab dengan diperlengkapinya 6 buah diode sebagai fullwave rectifier maka arus hanya mengalir ke satu arah saja yaitu ke busbar dan tidak mungkin akan ada arus balik. Kita lihat sekarang system pembangkit tenaga listrik pada pesawat piper-31 Navajo. Perhatikankan gambar 16-4 Pesawat ini bemesin dua buah, pada tiap-tiap mesin tersebut tadi terpasang sebuah alternator DC output dari tiap-tiap alternator setelah melalui filter dan shunt untuk ampermeter, langsung di hubungkan ke busbar melalui CB. Generator control pada pesawat ini agak berlainan sedikit dengan system yang sudah kita bicarakan terdahulu. Output dari alternator-alternator ini harus disamakan voltagenya serta disesuaikan pemakaian bebannya. Untuk itu kedua field dari generator-generator tersebut dikontrol oleh sebuah voltage regulator disini disebut main voltage regulator. Sedangkan sebuah voltage regulator lagi bertindak sebagai cadangan (auxiliary) apabila main voltage regulator tidak berfungsi maka melalui regulator selector switch bias di change ke aux. Master switch yang terdiri dari DPDT (Double Pole Double Throw) switch memutuskan atau menghubungkan arus yang masuk ke field dari voltage regulator juga dapat menggerakan master contact relay. Lihat gambar 16-5 ujung kiri atas. External power receptacle terletak pada body pesawat. Bentuk pin yang panjang dua buah, pin yang atas (-) negative dan yang bawah (+) positif, pin yang pendek (satu buah) adalah (+) (disebut solenoid). Kegunaan dari kontruksi pin yang demikian adalah untuk mencegah terjadinya spark pada kontak pin (+) maupun (-) apabila plug dari ground power dimasukan ke receptacle, maka arus belum bias mengalir sebab relay switch belum bekerja,
101
selanjutnya plug di tekan terus hingga pin kecil kena kontak, baru ada arus (+) dari pin yang kecil tadi menggerakan contactor relay dan sekarang supply dari GPU sudah tersambung.
Gambar 16-5 Instalsi Tenaga Listrik pada Pesawat Pipar PA-01
102
MATERI 17. ALTERNATOR DC Alternator DC disebut juga frekwensi wild generator sebab frekwensinya tidak tetap, sesuai dengan putaran alternator itu sendiri. ,output dari alternator ini tidak dipakai untuk AC load yang biasa tetapi dipakai khusus untuk “heater” pada “electrical deicing system”. Di dalam alternator DC yang dipakai sebagai sumber tenaga listrik outputnya DC yang berasal dari output 3 fasa yang dihubungkan secara star dan output ini melalui 6 buah diode yang membentuk “fullwave rectifier” diteruskan ke busbar. 6 buah diode ini diletakkan pada bagian statornya yang dapat diganti sewaktu-waktu. Konstruksi dari alternator ini bisa dilihat pada gambar 17-1 dan gambar 17-2
GAMBAR 17-1
GAMBAR 17-2
Statornya terdiri dari 3 koil winding yajng dihubungkan secara star, dan rotornya bebentuk “drum type” dan coil di dalam rotornya berakhir pada 2 buah slip ring. Slip Ring Dua slip ring yang berada di setiap bagian atas rotor. Slip ring dihubungkan dengan field winding dimana carbon brush dapat bergerak, dan ketika arus mengalir melalui field winding Lewat slip ring, akan ada arus magnet disekitar rotor. 2 buah arang yang diposisikan sejajar yang akan menempel dengan slip ring. Carbon brush disolder atau diikat dengan baut.
Gambar 17-3 Slip Ring Regulator. Regulator adalah otak dari sistem pengisian. Regulator mengatur keduanya baik itu voltase aki dan voltase stator, dan tergantung dari kecepatan putaran mesin, regulator akan mengatur Kemampuan kumparan rotor untuk menghasilkan output Alternator. Regulator dapat diganti baik itu internal regulator atau eksternal. Dewasa ini rata rata semuanya sudah memakai internal regulator.
103
Gambar 17-4 Regulator Diode Rectifier Rangkaian Dioda bertanggung jawab atas konversinya tegangan AC ke tegangan DC. 6 Diode digunakan untuk mengubah tegangan stator AC ke tegangan DC. Setengah dari diode tersebut digunakan dalam kutub positif Dan setengahnya lagi dalam kutub negatif.
Gambar 17-5 Rectifier Rotor dan Stator Rotor yang diantaranya terdiri dari kutub kutub magnet yang berputar mengelilingi didalam stator. Putaran Rotor menciptakan arus magnet disekelilingnya. Gulungan (stator) mengembangkan tegangan yang Rotor terdiri dari kutub kutub magnet, inti field winding dan slip ring. Beberapa model/tipe termasuk mensupport lahar dan satu atau dua kipas didalamnya. Rotor digerakkan atau diputar didalam alternator dengan putaran tali kipas mesin. Rotor yang terdiri kutub kutub magnet, field winding, dan Slip ring, bagian bagian ini padat bersambungan pada sumbu rotor, field winding dihubungkan kepada slip ring dimana carbon brush dapat bergerak. Ada dua lahar yang terdapat dirotor, satu di bagian bawah slip ring, dan satunya berada dibagian atas sumbu rotor. Field Winding Rotor Menciptakan lapangan magnet yang disebabkan oleh arus yang mengalir melewati slip ring. Magnet tersebut disatu disisi menjadi kutub selatan, dan disisi lain menjadi kutub utara. dikarenakan magnet yang berputar maka arus akan diinduksi melalui terminal stator. Hubungan putaran rotor berputar didalam stator : Arus magnet alternator yang berasal dari dari putaran rotor menginduksi tegangan kepada stator. Kekuatan dan kecepatan dari putaran arus magnet yang dihasilkan rotor akan berakibat terhadap tegangan induksi kepada stator. Stator mempunyai 3 fase gulungan yang diisolasi kepada stator, gulungan tersebut terhubung antara satu dengan yang lainnya. Setiap fase ditempatkan diposisi yang berbeda dibandingkan dengan yang lain. Gulungan yang diisolasi itu menghasilkan medan magnet. “Magnetic Field” akan menghasilkan utara selatan bergantian sewaktu ia berputar, karena posisi kutub-kutubnya merupakan rangkuman dari jemari tangan kanan terhadap jari jemari tangan kiri.
104
Gambar 17-6 Starter Generator Di samping generator DC dan alternator AC yang sudah kita bicarakan, masih ada satu jenis DC generator yang dikombinasikan dengan DC starter motor. Jadi, satu buah mesin mempunyai dua fungsi, yaitu apabila “electrical machine” tersebut diberi arus DC, maka berputarlah ia sebagai motor dan tenaganya dipakai untuk starter engine. Apabila enginenya sudah berjalan/berputar maka, “back emf” dari motor itu akan menjadi lebih besar, kemudian keluar sebagai output DC.
Gambar 17-7 Stater Generator Hubungan starter generator kepada engine tidak memakai “YAW”sebagai penyambung starter, melainkan langsung saja dengan memakai “splined shaft”. Dengan demikian jenis starter ini tidak pernah lepas, dia akan “engage” (berhubungan) terus selama dipasang pada engine yang bersangkutan. Apabila starter switch dilepaskan (C+) maka, hanya arus listrik dari terminal starter saja yang off dari relay, sedangkan terminal generator (B+) akan tersambung. (gambar 17-8).
105
Gambar 17-8 Rangkaian Stater Generator Starter generator biasa dipakai pada mesin-mesin jet atau “gas turbine engine” (GTE), yaitu pada mesin “full jet” atau pada mesin-mesin “turbo prop”. Pesawat casa dari PT NURTANIO dengan memakai GTE dari THE GARRET-AIRESEARCH dilengkapi dengan starter generator. Kita perhatikan DC power system dari pesawat casa buatan PT NURTANIO dengan melihat gambar wiring diagramnya . A. CASA NC -212
Gambar 17-9 Pesawat CASA NC-212 Sumber tenaga listrik pada pesawat CASA terdiri dari beberapa sumber, yaitu : 1. Sumber tenaga DC deproleh dari : a. 2 buah generator yang sebenarnya adalah starter generator unit. b. 2 buah battery nicad, masing-masing 24 Volt 2. Sumber tenaga AC diperoleh dari 2 buah static inverter yang dapat mengeluarkan output : 115 volt , 400 cps, single phase dan 26 volt AC single AC phase diperoleh dari transformer Sistem Pembangkit Arus DC (DC generating system) Bila kita perhatikan gambar 6-9 mengenai sistem tenaga DC bagi pesawat CASA, maka mula-mula kita lihat PA 1 yaitu sebuah starter generator dengan istilah CASA namanya dino starter.
106
SISTEM TENAGA LISTRIK DC PADA PESAWAT CASA. Simbol
Nama Komponen
PA – 1.2 PA – 3 s/d 6 PA – 7,8 PA – 9,10 PA – 11,12 PA – 13,14 PA – 15,16 PA – 17,18 PA – 21,22 PA – 21a,22a PA – 23 s/d 24 PA – 26,27 PA – 28,29 PA – 30,31 PA – 32 PA – 33 PA – 34 PA – 35 PA – 36 PA – 37 PA – 39,40 PA – 41,45 PA – 46 PA – 47 PA – 47a PA – 48 PA – 49 PA – 50 PA – 51,52 PA – 53 PA – 54,55 PA – 56,57 WB – 4 WB – 16 KA – 21 KA – 47
Dynamo Starter/starter generator Auto transformer DC control panel Socket Circuit breaker Relay Switch (S.P.D.T) Switch 2 kutub (D.P.D.T) Battery Connector Battery Relay Relay Socket, external recentacle Warning light – hujau Switch Switch Switch Relay Fuse 10 A Rectifier – diode Sensor Fuse 80 A Fuse 50 A Battery Socket Battery relay RCR Master Switch Fuse 35 A Fuse 10 A Switch Fuse 10 A Relay Relay Relay Switch (S.P.D.T)
Komponen ini mempunyai fungsi sebagai DC starter motor dan DC generator dengan istilah CASA namanya DINO starter. Komponen ini mempunyai fungsi sebagai DC starter motor dan DC generator. Pada dynostarter tersebut (gambar 6-8) trdapat 2 buah terminal yaitu A atau F, B +, C dan E-, sedangkan terminal d sebagai auxiliary. Sebagai keterangan/uraian dari sistem pembangkit tenaga listrik CASA ini. 1. Terminal C melalui starter relay KA 25 ke STARTER BUS (S.B). starter bus ini dapat memberi supply 48 volt DC untuk memperbesar “driving torque” pada motor. Sumber DC 48 volt diperoleh melalui series parallel switch yang menghubungkan battery PA 21 dan PA 22. 2. Terminal B positif sebagai output generator diteruskan ke secondary bus yang sebelumnya melalui relay PA 22. 3. Terminal A atau F (field coil) dihubungkan ke voltage regulator melalui terminal strip B.
107
4. Sedangkan terminal E negatip adalah terminal yang harus dihubungkan ke ground. 5. Terminal D auxiliary biasanya tidak digunakan. Di dalam system distribusi pada pesawat ini kita melihat adanya tida buah busbar yaitu : 1. Essential bus atau main bus yang member supply DC pada hamper semua komponen listrik.
Essensial bus ini memperoleh supply dari : a. External power (GPU) melalui switch PA 32 b. Dari battery PA 21 dan PA 22 melalui battery switch PA 34, PA 54 c. Dynostarter melalui secondary bus dengan switch PA 33, bus tied switch. 2. Secondary bus yang memberikan supply pada wind shield heater, external lighting dan communitation mendapat listrik dari dua buah dynostarter. Dapat pula diperoleh dari external power. 3. START bus, yang fungsinya khusus memberikan supply pada kedua starter generator atau dynostarter melalui starter switch dan selector switch serie atau parallel. Di samping ketiga buah busbar yang besar seperti disebutkan di atas, masih ada lagi busbar–busbar kecil yang memberikan supply khusus. Busbar-busbar ini adalah : 1. Auxiliary . battery bus yang memberikan supply pada switch starter, dan unfeather pump. 2. AC bus, 26 volt, 400 cps yang memberikan supply pada instrument dan indicator seperti Navigator, ADF – VOR, oil press, indicator, fuel press, indicator, dan torque indicator. 3. AC bus 115 volt, 400 cps yang memberikan supply pada instrument dan motor-motor pada instrument termasuk ITT indicator dan kompas. Switch relay PA 13 dikontrol dari voltage regulator secara otomatis. Relay akan terbuka apabila tegangan busbar lebih besar dari tegangan pada dynostarter, dan akan tertutup secara otomatis apabila tegangan pada dynostarter sama dengan tegangan busbar. Pada keadaan normal secondary bus selalu berhubungan dengan essensial bus, kecuali pada keadaan emergency switch bustied di off kan. Antara essensial bus dan aux. battery bus dipasang RCR (Reserve Current Relay) yang gunanya untuk mencegah arus balik dari battery apabila tegangan pada essential bus drop. Jadi kondisi aux. battery harus tetap fully charged.
108
MATERI 18. KOMPONEN – KOMPONEN ENGINEER COMPARTMENT Komponen–komponen engineer compartment diantaranya sebagai berikut : 1. Battery Nicad 24 Volt, 25 AH. 2. 2 Buah TRU. 3. External power receptacle. 4. Static Inverter. 5. Main Circuit breaker panel. 6. Annunciator panel. Wiring yang lengkap dari system listrik ini tidak akan di bicarakan disini. Kita akan mengupas sedikit tentang pembangkitan dan distribusi AC maupun DC (Generating Distribution System) pada pesawat F28 ini. Pada F-28 tidak ada DC generator. Sumber arus DC di peroleh dari AC power system yang di step down dan di rectified oleh sebuah alat yang di sebut Transformer Rectifier Unit (TRU) sebanyak 2 Buah. TRU ini mempunyai “Continous rating” sebesar 100 A cukup untuk memberi supply pada “D.C System load”. Output dari TRU berkisar antara 26 Volt sampai 30 Volt. Dan biasanya di buat konstan pada 28 Volts. CSD = Constant Speed Driver APC = APU Power Contactor. EPC = External Power Contactor. GBC = Generator BUS Contactor ATC = Auxiliary Transfer Contactor BTC = Bus tie Contactor TRU = Transformator Rectifier Unit. RCCB = Reverse Current Control Box. D.C Bus 1 dan D.C Bus 2 mendapatkan Supply dari : 1. Dari D.C external power melalui essential D.C bus. 2. Dari aircraft battery melalui batt. Switch. Bila baat switch di on kan, RCCB akan on menyambung arus dari battery ke transfer bus dan magnetic indicator (seperti tanda rambu lalu lintas), akan “inline” 3. Dari TRU 1 Switch di ON-Kan maka bus tie relay akan on dan arus TRU 1 masuk ke bus 1, magnetic indicator akan “inline”. 4. Dari TRU 2 switch di ON-kan, akan sama kejadiannya dan D.C bus 1 dan D.C bus 2 dapat di supply dari TRU 1 dan TRU 2. 5. (kedua – duanya magnetic indicator akan inline). Dapat pula D.C bus 1 dan D.C bus 2 hanya di supply dari sebuah TRU saja. A.C bus 1 dan A.C 2 disupply dari : 1. Dari generator 1, engine sebelah kiri, melalui ampere meter (disini di tulis A.C load)dan melalui switch gen 1 dan switch GBC 1 dan BTC relay sebagai bus tie breaker. 2. Dari generator 2, engine sebalah kanan melalui ampere meter (AC load meter), melalui switch gen 2 dan switch GBC 2 (sebagai isolation switch) dan BTC relay switch. 3. Dari APU generator, melalui AC load meter, dan melalui gen switch 3, melalui APC switch (sebagai selector switch), melalui ATC 1 atau ATC 2 dan BTC. 4. Dari AC external Power Cart, melalui receptacle, external switch, terus melalui switch EPC, ATC 1 atau ATC 2 dan BTC.
109
Pada keadaan Normal, engine sebalah kiri dijalankan dulu dan switch gen 1 ON, isolation switch ke posisi GBC 1 maka lampu caution (amber) unnuciater panel akan mati (Hanya menyala bila inoperative). Voltmeter gen. 1 akan menunjukan 115 Volt dan frekuensi meter akan menunjukan 400 cps. Bila engine kanan di hidupkan dan di stabilkan pada suatu RPM, switch gen. 2 di ON-kan tetapi isolation switch GBC 2 belum di ON-kan. Jadi gen 2 belum boleh di paralelkan dengan output gen 1. Perhatikan dulu voltage gen. 2 dan frekuensi gen. 2 apakah sudah tepat, yaitu volt meternya menunjukan 115 Volt dan frekuensinya menunjukan 400 cps lalu kita lihat synchroscope, alat ini bisa menunjukan bahwa bentuk gelombang AC dan gen. 1 sudah searah dengan output gen 2. Apabila synchroscope sudah tepat penunjukannya maka switch BTC dan GBC 2 boleh di ON kan. Dengan ini gen. 1 sudah parallel dengan gen 2. Selanjutnya beban boleh di pakai dan TRU 1 dan TRU 2 bisa di ON-kan. Urut-urutan (sequence) dari pekerjaan ini dapat anda peroleh pada checklist pada pesawat yang bersangkutan. Bila ada kesalahan – kesalahan (trouble) di dalam pekerjaan ini maka warning light (Merah atau caution light (amber) pada unnunciater panel akan menyala. AC GENERATOR AC generator pada pesawat F-28 adalah generator jenis “BRUSH LESS A.C generator” yang berarti untuk excitation field tidak di pergunakan brush (sikat – sikat arang) sebagai konduktor dari luar ke rotor field. Data generator ini adalah sebagai berikut : 1. Voltage : 115 – 120/208 V. 2. Fase : 3 fase, 4 kawat dan kawat dan netral di kebumikan. (Grounded). 3. Frekuensi : 380/420 cps. 4. Kecepatan : 7600/8400 RPM. 5. Rating : 20 K VA pada RPM 8000 Continous. 6. Pemasangan : Pada CSD. Komponen – komponen pada generator yaitu: 1. PMG (Permanent Magnet Generator) yang terdiri dari Rotor dan Stator. 2. Exiter Generator jadi satu unit dengan Rotating Field. (Rotor Field). 3. Main Generator, yang menghasilkan output dari Stator untuk di teruskan ke busbar 3 fase. Semua komponen - komponen tersebut di atas berada pada satu sumbu dan menjadi satu unit dengan satu rumah – rumah (housing). Generator ini dipasang pada CSD (bila yang di putar oleh engine, pada APU tidak dipakai CSD) dengan cara yang tepatdan sederhana yaitu dengan memakai QAD Ring ( Quick Attach Detach Ring). Cara kerja generator ini ialah sebagai berikut : 1. Setelah engine berputar, PMG mengeluarkan output sekitar 80 Volt, 3fase, 400 cps. Output ini masuk ke voltage regulator setelah melalui GCR (Generator Control Relay), directified, diatur dan dimasukan kembali ke generator sebagai excitation power (Arus eksitasi). 2. Sebagai arus dari PMG diteruskan ke control panel dengan lampu – lampu warningnya. 3. Arus yang berasal dari Voltage Regulator tadi masuk ke stator dari exiter generator sebagai D.C field. Kemudian menginduksi rotor 3 fase dan output dari dalam rotor
110
directified memakai diode sebanyak 3 buah dan rectified ini pun ikut berputar (Rotating rectifier). 4. Pada stator dari main generator sekarang sudah bisa terinduksi karena Rotor Fieldnya sudah diberi arus DC (excitation). Maka output yang terjadi sekarang sudah dapat dimanfaatkan tenaganya melalui switch GBC terus ke tiga buah busbar dan seterusnya ke distribusi. Sebagian output dari generator ini dipakai sebagai feedback dikembalikan ke Voltage regulator yang selanjutnya akan mengatur menstabilkan output generator tersebut. Voltage Regulator dan System Proteksi AC voltage regulator terdiri dari beberapa buah transistor dan tidak ada bagian – bagian yang bergerak ataupun kontaktor – kontaktor. Arus dari PMG directified oleh fullwave rectifier dan diatur oleh silikon transistor terus ke power transistor kemudian dimonitor oleh zener diode sebagai reference bridge yang akan tetap menstabilkan output dari generator tersebut.
Gambar 19-1 PMG Di samping voltage regulator generator control masih diatur lagi secara otomatis oleh komponen – komponen yang telah terpadu dan dikontrol seperti computer oleh system proteksi. Sistem proteksi ini terdiri dari: 1. Differential Current Proteksi ( DP ) setelah menerima sensing yang ada pada line to line to ground voltage yang tidak benar ( fault ) pada suatu daerah tertentu maka eror ( kesalahan ) ini akan diolah dan diteruskan untuk memutuskan hubungan arus ke voltage regulator melalui GCR. 2. Over Voltage ( OV ) dan Under Voltage ( UV ) akan memberi proteksi terhadap kesalahan – kesalahan ( fault ) yang timbul pada generator regulator. 3. Over current ( OC ) akan memberi proteksi pada kesalahan – kesalahan bus ( Bus Fault ) yang berarus lebih dari maksimum. 4. Underfrequency ( UF ) akan memberi proteksi terhadap semua sirkuit apabila terjadi penurunan frequency. Semua rangsangan ( sensing ) di atas akan memberi akibat terputusnya hubungan dari field excitation yang berarti akan memberhentikan output dari generator yang berarti “ NO output “.
111
Dari bermacam – macam proteksi tadi dikoordinasikan dan dikontrol melalui time delay relay seperti LOR dan GCR. Lockout relay ( LOR ) berfungsi untuk memutuskan ( tripout ) control sirkuit apabila terjadi kesalahan – kesalahan yang diterima oleh OV, UV, DP, OC dan UF. Kesemuanya ini dapat dimonitor ( dilihat ) pada lampu – lampu yang berwarna merah atau amber pada anmunciater panel.
Gambar 19-2 Generator Lockout Di dalam sistem AC pesawat terbang kita menghendaki agar supaya kecepatan putaran AC generator selalu tetap atau konstan. Sebab dengan kecepatan putaran generator selalu konstan berarti frequency outputnya akan selalu konstan. Frequency dari AC output boleh berkisar antara 385 dan 410 cps pada kecepatan generator sekitar 6000 RPM. Untuk mempertahankan kecepatan generator yang selalu konstan meskipun putaran engine berubah – ubah, maka di antara engine dan generator dipasang suatu alat yang disebut “ Constant Speed Drive ” atau disingkat CSD. CSD terutama digunakan pada pesawat dan mesin pesawat jet militer untuk mendorong arus bolak balik (AC) generator listrik. Untuk menghasilkan tegangan yang tepat pada frekuensi AC konstan, biasanya 3-fase 115 VAC pada 400 Hz, generator harus berputar pada RPM tertentu yang konstan (biasanya 6.000 RPM untuk generator berpendingin udara). Karena kecepatan mesin jet gearbox bervariasi mulai dari idle kekuatan penuh, hal ini menciptakan kebutuhan untuk Constant Speed Drive (CSD). CSD mengambil output kecepatan variabel drive gearbox aksesori dan hidro-mekanis menghasilkan output RPM konstant. Contohnya : pada pesawat seperti A310 Airbus, Boeing 747-100, dan 777. CSD memiliki disconnect switch di kokpit. Awak penerbangan dapat melepas unit bila terlalu panas. Mekanisme ini sebenarnya menarik putuskan drive shaft dari drive aksesori pada mesin dengan menggunakan solenoid menarik poros penggerak threaded. Setelah unit terputus dalam penerbangan, tidak dapat direset. Sebuah mekanik di tanah harus menarik ulang pegangan untuk me-reset unit. Untuk alasan ini, putuskan beralih di kokpit biasanya memiliki sebuah saklar penutup dijaga untuk mencegah yang tidak disengaja terputus. Pada prinsipnya CSD adalah sebuah alat yang terdiri dari sebuah “pompa hidrolik“ yang bisa menghasilkan “variable output“ dan pompa ini dapat menggerakan “motor hidrolik“ dan motor hidrolik ini satu sumbu dengan generator dan memutar generator tersebut. Output dari pompa hidrolik ini ditentukan oleh kecepatan engine dan governor. C.S.D unit ada yang didesain untuk kecepatan konstan pada 6000 RPM ada pula yang didesain untuk kecepatan konstan pada 8000 RPM.
112
Kita ambil yang 6000 RPM kecepatan konstannya. Apabila kecepatan engine pada 6000 RPM maka tidak ada “output” dari pompa hidrolik. Berarti tidak ada tekanan untuk memutar motor hidrolik, jadi kecepatan engine akan sama dengan kecepatan generator. Pada kondisi demikian dinamakan “Straight-through condition”. Apabila kecepatan engine lebih besar dari 6000 RPM, output dari pompa hidrolik akan berkurang dan tekanan hidrolik ini akan memutar motor dengan kecepatan yang lebih kecil dari kecepatan engine.
Gambar 19-3. Constant Speed Drive (C.S.D) Keadaan ini disebut “underdrive condition”. Dan apabila kecepatan engine lebih rendah dari 6000 RPM, output dari pompa hidrolik akan lebih besar dan tekanan yang besar itu akan memutar motor hidrolik lebih cepat dari kecepatan engine sehingga putaran generator akan tetap sekitat 6000 RPM. Keadaan ini disebut “overdrive condition”. Untuk jelasnya C.S.D unit ini adalah pompa hidrolik dan motor hidrolik yang masing-masing motor maupun pompa terdiri dari 13 piston dan dilengkapi dengan “woobler” pada ujungujungnya. (gambar 3). Woobler pada pompa berguna untuk memberikan bermacam-macam tekanan hidrolik, dengan merubah-rubah posisi woobler plate sehingga tekanan pompa (output) akan berubah-ubah pula sehingga tekanan hidrolik pada motor pompa juga jadi berubah-ubah. Perubahan posisi “woobler” mendapat rangsangan dari Speed Governor. Speed Governor adalah suatu alat yang diperlengkapi dengan bandul pemberat (flyweight) yang dipasang pada sumbu yang dapat bergerak naik atau turun. Pada keadaan kecepatan engine rendah, kedua bandulan menutup karena tekanan pegas lebih besar dari gaya centrifugal. Dan kelep geser akan bergerak ke bawah membuka aliran hidrolik sehingga tekanan ini akan membuka pelat woobler lebih besar dan output dari pompa pun akan lebih besar dan putaran motor hidrolik akan lebih besar.
113
Gambar 19-4. Principle of constant frequency generator Apabila putaran engine lebih besar, bandulan akan mendapatkan gaya centrifugal dan bandulan akan membuka lebar melawan pegas. Pada keadaan demikian kelep geser akan naik dan menutup lubang hidrolik sehingga akhirnya posisi woobler dirubah agar tekanan hidrolik lebih kecil dan putaran generator menjadi lebih kecil. Keadaan sebenarnya tidak semudah seperti kita bayangkan. Pada prinsip yang kita terangkan di atas dapat kita gambarkan hubungan-hubungan satu sama lain yang saling mempengaruhi dalam bentuk block diagram seperti pada gambar 19-4.
114
MATERI 19. SISTEM PENERANGAN PESAWAT TERBANG Sistem penerangan merupakan keprluan utama atau pokok di dalam pesawat terbang selama beroperasi seperti penerangan atau lampu – lampu petunjuk untuk navigasi dan lampu – lampu penerangan untuk keadaan darurat serta lampu – lampu penerangan untuk keperluan awak pesawat dalam mengoperasikan pesawat terbang dan keperluan penumpang. Sistem penerangan di pesawat dibagi menjadi dua grup : penerangan luar dan penerangan dalam. A. PENERANGAN LUAR ( External lighting ) Penerangan luar meliputi lampu – lampu untuk keperluan navigasi, operasi dan keadaan darurat seperti : 1. Lampu – lampu navigasi untuk mengetahui kedudukan suatu pesawat terbang dalam penerbang. 2. Lampu – lampu untuk mencegah tabrakan dimana menggunakan flasher. 3. Lampu penerangan untuk pendaratan. 4. Lampu penerangan untuk taxi. 5. Lampu penerangan untuk menerangi inlet duct untuk pengecekan apabila terjadi es pada inlet duct dari mesin. 6. Lampu darurat untuk penerangan apbila terjadi pendaratan darurat.
Gambar 20-1 Penerangan pesawat terbang 1. Lampu – Lampu untuk Navigasi Persyaratan dan sifat – sifat dari penerangan untuk navigasi disahkan oleh badan internasional di dalam peraturan penerbangan (rules of air) dan ketentuan untuk navigasi udara dan peraturan – peraturan lalu lintas udara (orders for air navigation and air traffic control regulation) seperti berikut : a. Lampu berwarna hijau pada ujung sayap sebelah kanan, dengan sudut pancar 110 derajat. b. Lampu yang berwarna merah pada ujung sayap sebelah kiri, dengan sudut pancar 110 derajat. c. Lampu yang berwarna putih yang dapat terlihat dari belakang pada bagian belakang dari horizontal stabilizer dengan sudut pancar 140 derajat. Sistem yang dulu ditempatkan pada bagian ujung ekor pesawat terbang. Sedang pada DC 10 dan lookheed 1011 Trister dipasang pada Trailing edge dari ujung setiap sayap. Konstruksi pemasangan lampu ditentukan persyaratannya pada tipe pesawat terbang sendiri lampu lampu yang dipakai adalah tipe filament dengan layar transparan yang berwarna. Sumber arus listrik untuk keperluan penerngan kebanyakan memakai sistem 28 V arus searah tetapi beberapa tipe pesawat terbang memakai sistem 28 V arus bolak balik yang distep down oleh transformator.
115
Pengoprasian lampu – lampu penerangan secara terus menerus (steady) adalah : lampu penerangan untuk menerangi wing leading edge dan inlet duct dan secara flasher, adalah ; position marking light.
Gambar 20-2 Sistem lampu pada pesawat Boeing 747 2. Lampu untuk Mencegah Tabrakan (anti collision light)
Gambar 20-3 Putaran reflector Sistem lampu – lampu untuk mencegah kejadiannya tabrakan pesawat terbang dengan menggunakan flasher yang digerakan oleh motor listrik dimana kedudukan lampunya sendiri adalah tetap, sedang kaca reflector berputar disekeliling lampu dengan putaran 40 – 100 putaran per menit. Lampu ini dipasang pada badan pesawat (fuselage) bagian atas atau bawah.
116
Gambar 20-4 Lampu pada badan pesawat 3. Lampu Untuk Pendaratan Lampu untuk pendaratan dipasang pada sayap pesawat terbang untuk keperluan awak pesawat melihat landasan pada waktu mengadakan pendaratan diwaktu malam atau cuaca gelap. Lampu ini memerlukan tenaga listrik yang sangat besar untuk mendapatkan penerangan dan pancaran yang jauh. Sehingga lampu pendaratan tersebut hanya digunakan pada keadaan kecepatan pesawat masih cukup tinggi untuk memperoleh pendingin udara yang cukup. Ada dua macam
Gambar 20-5 Lampu Pendaratan lampu pendaratan yaitu : fixed landing light dimana kedudukan lampu tetap dan retractable landing light dimana digerakan oleh motor listrik dan apabila tidak digunakan dapat dilihat kembali kedalam sayap. Pada pesawat besar menggunakan fixed landing light dan taxi light yang dipasang pada ruangan yang sama. 4. Lampu untuk Taxi Lampu untuk taxi digunakan untuk menerangi landasan pada waktu taxi atau pesawat terbang waktu ditarik dari atau menuju landasan utama. Tenaga listrik yang diperlukan tidak sekuat pada lampu untuk pendaratan, dimna lampu ini hanya memerlukan 150 – 250 watt. Pada pesawat yang mempunyai tiga roda pendaratan, lampu taxi dipasangkan pada kontruksi tetap dari roda pendaratan bagian depan (nose landing gear). Sedangkan pada pesawat – pesawat terbang ringan tidak dipasang lampu untuk taxi. Keperluan
117
penerangan ini menggunakan lampupendaratan yang dilengkapi dengan alat dimmer untuk mencegah panas yang timbul. 5. Lampu untuk Memeriksa Timbulnya Es Untuk memeriksa timbulnya es pada waktu malam seperti dileading edge dari sayap dan inled duct mesin, dipasang lampu untuk menerangi bagian – bagian pesawat tersebut. Lampu tersebut dipasang dibagian samping badan pesawat dan pancaran cahayanya darahkan kesayap. Sumber tenaga lampu penerangan ini menggunakan DC atau AC dengan kekuatan 60 sampai 250 watt. B. PENERANGAN DALAM Penerangan pdidalam pesawat terbang dibagi menjadi tiga bagian : 1. Penerangan untuk keperluan operasi didalam ruangan kemudi (cockpit). 2. Penerangan untuk ruangan penumpang. 3. Penerangan untuk bagian – bagian lain seperti : ruangan toilet, ruang bagasi, dan papan peringatan atau petun juk. 1. Penerangan Ruang Kemudi Penerangan didalam ruang kemudi adalah sangat penting bagi awak pesawat terbang pada waktu mengoprasikan pesawat tersebut. Lampu – lampu penerangan tersebut dipakai untuk menerangi : instrument – instrument agar mudah dilihat dan dibaca serta menerangi peralatan control juga petunjuk – petunjuk operasi.
Gambar 20-6 Cockpit boeing 747 Tipe – tipe lampu penerangan didalam ruang kemudi dibagi menjadi empat bagian : Integral lighting, lampu penerangan tipe ini tergabung menjadi satu didalam setiap instrument. Pillar dan bridge lighting, tipe lampu ini dipasang pada panel untuk menerangi suatu bagian kecil dari panel. Flood-ligthing, lampu – lampu ini dipasang disekeliling panel secara menyeluruh juga bagian – bagian lain seperti control panel dan pedestals serta lantai ruang kemudi. Trans illuminated panels, lampu ini merupakan kata petunjuk atau nama peralatan yang diterangi dari dalam.
118
Gambar 20-7 Integral lighting
Gambar 20-8 Pilar dan Bridge lighting
Gambar 10-9 Penerangan dalam ruang kemudi
119
Warna yang digunakan pada lampu penerangan ruang kemudi adalah : merah dan putih. Keuntungan warna merah diantaranya adalah bahwa cahaya merah mempunyai derajat kepekaan yang tinggi pada warna serta daya tembus pada kegelapan. Pada pesawat terbang militer cahaya merah untuk penerangan sangat menguntungkan karena sukar dilihat oleh musuh. Sedangkan pesawat transport sipil sekarang menggunakan warna putih karenamempunyai keuntungan – keuntungan seperti : 1. Tenaga listrik yang diperlukan cukup kecil dibandingkan cahaya yang diperlukan. 2. Panas yang timbul dapat dikurangi. 3. Perbedaan warna – warna pada panel mudah dibaca seperti lampu – lampu peringatan yang berwarna merah. 4. Kelelahan penglihatan dapat berkurang. 2. Penerangan didalam Ruang Penumpang Lampu – lampu penerangan ini dipasang diatas tempat duduk penumpang pada rak barang. Sisitem lampu ini dikontrol dari control panel diruang penumpang oleh pramugari. Didalam ruang penumpang juga dipasang lampu – lampu peringatan atau petunjuk seperti : fasten seat belt, no smokinh, dimana sistemnya dikontrol dari ruang kemudi. 3. Penerangan Darurat Dalam keadaan darurat seperti beban listrik karena generator tidak normal, maka penerangan – penerangan yang tidak penting akan dipadamkan dan hanya lampu penerangan instrument yang penting serta papan petunjuk seperti : pintu air darurat, pintu kluar, dan lain – lain tetapi dalam keadaan menyala. Sumber listrik untuk penerangan darurat diambilkan dari battery. Actuating system merupakan gabungan dari beberapa peralatan yang dapat menghasilkan kerja secara otomatis sesuia dengan apa yang kita kehendaki. Actuating system terdiri dari beberapa peralatan yang secara garis besar dapat dibagi menjadi 4 bagian yaitu: a. Reversable motor. b. Reduction gear. c. Micro switch. d. Brake. Reversable Motor Reversable motor adalah suatu motor yang dapat dibalik arah putarannya. Motor ini biasanya memakai motor DC series yang mempunyai torsi yang besar. Adapun yang dipakai pada motor jenis ini yaitu merubah arah medan magnet atau merubah arah arus listrik yang masuk ke field coil sedang arus yang masuk ke dalam armatur tetap atau dengan kata lain Split Field Methode. Seperti pada gambar 8-1.
120
Gambar 21-1 Split Field Methode Split field motor ini mempunyai dua coil yang berlawanan arahnya (coil A dan coil B). Bila switch ke atas maka coil A akan membuat magnet yang arah polanya N di bawah dan S di atas, sedang coil B tidak mendapat arus listrik. Jika switch diarahkan ke bawah maka coil B bekerja sedang coil A tidak bekerja. Coil B akan membentuk medan magnet dengan arah polanya kebalikan dari arah magnet yang ditimbulkan oleh coil A (N di atas S di bawah) sehingga putaran motor pun akan berbalik. Motor jenis ini tidak boleh diputar berlebihan dan tidak boleh diputar tanpa bebabn karena motor akan mengalami over speed dan rusak, tetapi mempunyai torsi lebih besar dibandingkan jenis lainnya. Oleh karena itu cocok untuk keperluan yang membutuhkan tenaga besar misalkan untuk stater, landing gear, flap motor, dan sebagainya. Reduction Gear Reduction gear terdiri dari beberapa roda gigi yang masing-masing roda gigi mempunyai roda gigi tidak sama sehingga dapat merubah putaran, dari putaran tinggi menjadi putaran lambat sehingga torque yang dihasilkan oleh motor dengan melalui reduction gear tersebut menjadi lebih besar. Dengan demikian untuk memutarkan beban yang besar cukup menggunakan motor yang kecil dengan menambah reduction gear tersebut. Gambar di bawah ini menunjukan gambar sederhana dari reduction gear.
121
Gambar 21-2 Reduction Gear Gambar diatas makin memperjelas kerja dari reduction gear, diumpamakan reduction gear mempunyai 4 buah roda gigi dengan perbandingan diameter berbeda. Roda gigi I berdiameter 10, roda gigi II 50, roda gigi III 10 dan roda gigi IV %). Bila roda gigi I berputar 50 kali maka roda gigi II berputar 1/5 x 50 = 10 kali, pada roda gigi III juga akan berputar 10 kali karena berada satu poros dengan roda gigi II sehingga putaran roda gigi IV menjadi 1/5 x 10 = 2 kali. Dengan demikian putaran yang dihasilkan oleh reduction gear 2 putaran, sedang putaran sebelumnya 50 putaran. Micro Switch Micro switch berfungsi untuk memutus dan menggabungkan edaran listrik (sirkuit) dengan tenaga atau gerakan yang sedikit saja sudah dapat bekerja. Micro switch ini digunakan untuk membatasi suatu gerakan dengan memutuskan edaran listrik secara otomatis berdasarkan gerakan itu itu sendiri tanpa digerakan oleh manusia. Oleh karena itu micro switch dipakai pada actuating system. Gambar selanjutnya menunjukan gambar micro switch secara sederhana.
Gambar 21-3 Micro Switch Micro switch ini normalinya menutup karen adanya spring atau pegas. Apabila pluger ditekan maka akan menekan ke bawah melawan spring dan akan memutuskan arus dari “IN” ke “Out” . jika pluger dilepaskan maka switch akan “On” kembali. Di dalam actuating system yang menggerekan plunger itu adalah gerakan yang akan dibatasi tersebut sehingga micro switch memutuskan hubungan arus yang masuk ke motor pengegrak. Brake Brake atau rem berfungsi untuk menghentikan gerakan. Setelah motor diputuskan hubungan listriknya oleh micro switch, maka motor tidak segera berhenti, hal ini sangat berbahaya karena apabila menggerakan landing gear, padahal sudah harus berhenti tapi mesih bergerak maka akan terjadi kerusakan pada komponen. Oleh karena itu gerakan tersebut harus dihentikan tepat pada waktunya, sehingga pada saat micro switch “off” maka brakepun bekerja menghentikan gerakan. Jadi jelaslah bahwa tugas dari brake adalah untuk menghentikan gerakan sedang micro switch memutuskan arus listrik. Oleh karena itu brake harus bekerja secara otomatis seperti micro switch. Untuk hal itu maka bentuk brake itu memakai electro magnet brake yang sumbernya dapat diputus sambung oleh micro switch.
122
Gambar 21-4 Elektromagnet Brake Gambar di atas melukiskan bekerjanya sistem brake yang dirangkaikan dengan motor dan micro switch. Brake terdiri dari disc dan elektromagnet coil, apabila coil di aliri listrik maka disc akan membuka. Bila arus listrik yang masuk ke coil dan motor diputuskan oleh micro swiych maka disc akan merapat sehingga menghentikan motor. Electromagnet coil dihubungkan seri dengan input motor.
123
MATERI 20. FIRE PROTECTION SYSTEM PADA PESAWAT TERBANG Fire protection system adalah suatu system untuk mencegah terjadinya bahaya kebakaran di dalam pesawat terbang. Api adalah salah satu hal yang sangat berbahaya pada pesawat terbang dan oleh karena itu harus diambil langkah-langkah untuk menghindari timbulnya bahaya tersebut. Caranya tidak hanya menempatkan barang-barang atau komponenkomponen yang berbahaya pada tempat semestinya, tetapi juga dipasang suatu alat untuk mengetahui kalau terjadi api atau terjadi panas yang kemungkinan akan terjadi api dan dipasang alat pemadam kebakaran untuk siap-siap (standby) jika api betul-betul terjadi, maka tinggal memadamkannya. Alat-alat tersebut di atas dapat bersifat tetap (fixed) dan dapat dipindah-pindahkan (portable). Yang tetap biasanya ditempatkan pada daerah mesin sedangkan yang dapat dipindah-pindahkan di pasang di daerah cabin. Kedua system tersebut dipasang pada pesawat-pesawat yang modern sedang untuk pesawat kecil biasanya hanya dipasang system portable yang diletakkan di daerah cockpit. A. FIRE DETECTION SYSTEM (SISTEM DETEKSI API) Adalah suatu system yang berfungsi memberikan tanda atau signal apabila api datang atau panas yang berlebihan di daerah dimana diletakkan fire detection, yang kemungkinan terjadinya api. Alat tersebut diletakkan di daerah mesin dan daerah-daerah yang kemungkinan besar terjadi api. Adapun system deteksi yang umum diapkai adalah : thermal switch system, thermocouple system, dan continuous loop detector system. 1. Thermal Switch System (Sistem Switch Panas Terdiri dari satu atau lebih lampu-lampu yang dihubungkan dengan sumber listrik dan thermal switch (switch panas) yang akan mengontrol lampu tersebut. Thermal switch tsb sebagai pengontrol sirkuit bila panas naik berlebihan maka switch tsb akan menghubungkan (on) sirkuit tsb dan tanda bahaya akan menyala. Thermal switch tsb dihubungkan parallel dengan yang lain dan dihubungkan seri dengan lampu penunjuk. (gambar 1)
Gambar 22-1. Circuit Thermal Switch Thermal switch ditempatkan di daerah yang kemungkinan terjadi api sedang lampu penunjuk ditempatkan di cockpit. Jika panas di daerah thermal switch naik di atas nilai yang telah ditentukan (di set), maka thermal switch akan menutup dan akan terjadi rangkaian tertutup (closed circuit) sehingga lampu penunjuk akan menyala. Artinya
124
kondisi tsb dalam keadaan bahaya yaitu ada api atau daerah tsb berkondisi sangat panas. Thermal switch tidak harus menutup semuanya, cukup salah satu diantaranya menutup, lampu penunjuk akan menyala. Penunjuk bahaya tidak harus berupa lampu melainkan dapat berupa bunyi-bunyian (horn atau bell). Untuk menentukan nilai panas dari thermal switch tsb tidak ada ketentuan, melainkan harga tsb ditentukan oleh pabrik dari pesawat terbang tsb. Untuk menjamin baik dan tidaknya system tsb maka sebelum terbang harus di tes atau dicoba kebaikan system tsb terutama lampu penunjuk. Caranya dengan memasang relay khusus untuk tujuan percobaan (tes) seperti gambar 1 diatas. Jika test switch di “on” kan maka relay akan menarik switch test ke bawah sehingga terjadi closed circuit pada thermal switch system, maka lampu penunjuk akan menyala, ini berarti system bekerja baik. Posisi test switch dalam keadaan normal (terbang) harus “off” atau membuka. Sebuah thermal switch terdiri dari dua buah metal yang berbeda jenisnya atau biasa disebut bimetallic thermostat. 2. Thermocouple System Thermocouple system memberikan tanda (warning) terjadinya api, berbeda dengan prinsip yang dipakai thermal switch system. Thermocouple tergantung daripada laju kenaikan panas di daerah itu dan tidak akan memberikan tanda atau peringatan jika daerah tsb kenaikan panasnya secara perlahan-lahan. Sebuah system thermocouple terdiri dari sebuah kotak relay, lampu tanda peringatan (warning light) dan thermocouple. System sirkuit ini terbagi menjadi 3 sirkuit yaitu; circuit detector, circuit tanda bahaya (Alarm), dan circuit untuk pengetesan. Circuit-circuit tsb di atas dapat dilihat pada gambar 2 di bawah ini
Gambar 22-2. Circuit Thermocouple FIRE DETECTOR Kotak relay terdiri dari sensitive relay slave relay. Sensitive relay bekerja atas dasar mendapat arus dari thermocouple dan disebut juga sebagai relay utama, sedangkan slave relay (relay pembantu) bekerja setelah relay utama bekerja. Sirkuit detector terdiri dari beberapa thermocouple yang dihubungkan secara seri juga dengan relay utama (sensitive relay). Thermocouple terbuat dari dua metal yang tidak sama koefisien muainya seperti chormel dan metal seperti konstanta. Kedua ujung dari dua metal tsb digabungkan jadi satu dan diletakkan di daerah panas atau yang akan terjadi api. Jika mendapat panas secara cepat maka laju panas dari kedua metal tsb tidak sama, chromel akan lebih cepat dari pada metal konstanta. Jika di derah thermocouple panasnya naik secara cepat maka chromel akan naik secara cepat panasnya dibanding dengan konstanta akibatnya terjadi perbedaan
125
tegangan sehingga terjadi arus listrik dalam sirkuit detector. Relay utama mendapat aliran listrik dan akan menarik switch yang ada di dekatnya, hal ini menyebabkan relay pembantu (slave relay) bekerja karena mendapat aliran listrik dari sumber (busbar) dan akan menarik switch untuk lampu tanda bahaya, hingga lampu menyala karena dapat arus listrik dari sumber listrik (busbar) yang dihubungkan parallel dengan relay pembantu (slave relay). Untuk mengetes system tsb diatas maka dipasang sirkuit tersendiri yang terdiri dari switch, thermocouple yang dihubungkan seri dengan thermocouple detector dan alat pemanas (gambar 2). Jika switch pengetesan di “on” kan maka arus listrik dari busbar mengalir ke pemanas dan timbul panas yang akan memanaskan thermocouple tsb yang menimbulkan arus listrik dan mengakibatkan relay utama dan relay pembantu bekerja, sehingga lampu tanda bahayapun akan menyala. Jumlah thermocouple yang dipakai tergantung dari daerah yang disensor. 3. Continuous Loop Detector System Jenis continuous-loop ini lebih baik kerjanya dibandingkan dengan jenis-jenis sebelumnya, sebab yang dipakai sebagai sensor (detector) adalah yang dapat dililitkan di tempat-tempat sepanjang daerah yang kemungkinan terjadi panas atau api seperti dililitkan di badan mesin. Prinsip dari contiuous-loop detector sama dengan thermal switch yaitu mengontrol sirkuit, sehingga menyebabkan sirkuit tertutup (closed circuit) pada panas melebihi yang telah ditentukan, dan akan membuka sirkuit jika panasnya normal. Bahan yang dipakai untuk sensor (detector) adalah suatu material yang bersifat insulator dan mempunyai tahanan tinggi pada panas yang rendah, tetapi jika mendapat panas yang melebihi ketentuan tahanannya akan turun dan bersifat konduktor atau material tsb disebut Negative Temperature Coefficien (N.T.C). continuous-loop yang banyak dipakai ada dua macam yaitu: Fenwal system dan Kiddle system. Fenwal system terdiri dari satu kawat konduktor di balut dengan material sebagai N.T.C. nya dan dimasukkan ke dalam pipa Inconel bersifat konduktor (gambar 3).
Gambar 22-3. Fenwal sensing element Kiddle system terdiri dari dua kawat konduktor secara terpisah dibalut dengan Ceramic sepecial sebagai N.T.C., dan dimasukkan ke dalam pipa inconel. Satu kawat konduktor tsb dipatri jadi satu dengan pipa inconel sebagai konduktor negative (ground conductor) seperti pada gambar 4 dibawah ini.
126
Gambar 22-4 Kiddle sensing element Adapun sirkuit dari system continuous-loop detector tsb ditunjukkan seperti gambar 5. Sirkuit tersebut salah satu jenis dari system ini, sedang jenis system lainnya masih banyak. Sirkuit ini memakai dua sumber arus yaitu arus DC 28 Volt dan arus AC 115 Volt.
Gambar 22-5 Continuous – loop Detector Arus bolak-balik (AC) dihubungkan dengan transformer step down sebagai kumparan primer. Sedang arus searah (DC) digunakan untuk lampu tanda bahaya dan untuk relay yang digunakan untuk mencoba (test) dari system tsb. Pada step-down transformer kumparan sekunder dihubungkan dengan rectifier sehingga berubah jenis arusnya dari arus AC menjadi arus DC dan digunakan untuk relay. Elemen yang dipakai sebagai sensor panas memakai jenis Fenwal sensing dan kawat konduktornya dihubungkan dengan salah satu ujung rangkaian rectifier. Dalam keadaan normal (panasnya normal), kumparan sekunder dan rectifier tidak bekerja karena rangkaiannya/sirkuit-nya terbuka (open circuit). Apabila elemen sensor mendapat panas di atas panas yang ditentukan maka tahanan dari elemen tsb turun dan terjadi hubungan pendek (antara kawat konduktor dengan pipa inconel yang dihubungkan ke negative (ground), dan terjadi sirkuit (closed circuit) antara transformer dan rectifier hingga relay bekerja menarik switch, menghubungkan sumber arus DC dengan lampu tanda bahaya atau bell dan lampu menyala atau bell berbunyi.
127
Untuk mengetes system tsb, dilengkapi dengan switch dan relay tersendiri (gambar 5). Jika switch “on” maka relay untuk tes akan menarik switch dan menghubungkan kawat konduktor dengan negative (ground) sehingga terjadi hubungan tertutup (closed circuit) antara transformer, rectifier, dan relay yang akan menarik switch yang menghubungkan sumber DC dengan lampu tanda bahaya atau bell akan berbunyi. B. FIRE EXTINGUISHING SYSTEM (PEMADAM KEBAKARAN) Adalah peralatan yang digunakan untuk memadamkan api jika terjadi kebakaran. Setelah lampu tanda bahaya menyala atau tanda lainnya memberikan tanda kalau terjadi kebakaran, maka alat pemadam di daerah yang terjadi kebakaran dioperasikan. Untuk memadamkan api, tidak sembarang bahan pemadam dapat digunakan karena dapat merusak komponenkomponen yang terkena bahan pemadam tersebut, oleh karena itu kita harus mengenal jenis-jenis api, daerah-daerah yang terjadi api dan bahan apa yang digunakan untuk memadamkan. 1. Jenis-jenis Api Diklasifikasikann menjadi 3 macam pokok, yaitu : a. Api golongan A (klas A) yaitu api yang diperoleh dari bahan yang dapat dibakar seperti kayu, kain, dan kertas. b. Api golongan B (klas B) yaitu api yang disebabkan oleh bahan yang dapat terbakar dari tambang minyak atau bahan lain yang dapat dari liquid, grease, solvent, cat, dan lain-lain. c. Api golongan C (klas C) yaitu api yang disebabkan oleh aliran listrik yang berhubungan pada peralatan listrik umpamanya akibat hubungan pendek menyebabkan api. Tiap-tiap jenis api tsb di atas mempunyai sifat yang berlainan oleh karena itu cara mengatasinya pun berbeda misalnya dalam penggunaan bahan pemadam juga berbeda. Bahan yang digunakan untuk memadamkan api golongan A tidak cocok atau tepat bila digunakan untuk memadamkan api golongan B atau C. sedangkan bahan untuk api golongan B atau C dapat digunakan untuk golongan A tetapi tidak efisien. Di dalam system pesawat terbang ketiga jenis tersebut kemungkinan akan terjadi baik selama terbang maupun pada saat di darat oleh karena itu harus di monitor atau dipasang system detector seperti yang telah diterangkan dan dipasang alat pemadamnya. 2. Klasifikasi Daerah Api (Fire Zone Classification) Penggolongan daerah api didasarkan atas aliran udara yang lewat di daerah tersebut, antara lain: a. Daerah klas A : daerah dimana aliran udaranya sangat besar sekali dan terus menerus. Daerah ini terutama pada daerah mesin piston dimana terdapat rintangan-rintangan yang berat atau tajam. b. Daerah klas B : daerah yang mempunyai aliran udara yang besar tapi alirannya terus (aerodynamically) dan bebas dari rintangan. Misalnya Heat exchanger ducts atau alat untuk pemanas yang diperlukan untuk pengaturan panas di dalam pesawat. Dan juga daerah mesin turbin dapat digolongkan ke klas B karena mempunyai permukaan hampir teratur. c. Daerah klas C : daerah yang mempunyai atau dilalui aliran udara relatif kecil. Misalnya daerah peralatan mesin (engine accessory) yang terpisah letaknya dengan mesin utama. d. Daerah klas D : daerah yang mempunyai atau dilalui aliran udara sangat kecil atau tidak dialiri sama sekali. Seperti daerah di dalam sayap atau rumah roda pendarat yang hampir tidak ada ventilasinya.
128
Adapun daerah yang belum tercantum pada contoh di atas dapat dimasukkan ke daerah yang mendekati sama aliran udaranya. 3. Bahan Pemadam Api Tidak sedikit bahan-bahan yang dapat digunakan untuk memadamkan api dari yang sifatnya umum misalnya air dan bahan-bahan kimia lainnya yang pada prinsipnya sama yaitu memisahkan unsur-unsur api. Terjadinya api karena adanya tiga unsur yang bergabung yaitu panas, bahan bakar, dan oksigen (O2). Jika salah satu dari ketiga unsur dihilangkan maka tidak akan terjadi api. Jadi jelaslah bahwa memadamkan api itu sebenarnya memisahkan salah satu dari ketiga unsur api tersebut. Pemakaian bahan pemadam tergantung pada unsur mana yang akan dipisahkan. Bahan-bahan pemadam api tsb misalnya Nitrogen kering (N2), Methyl bromide (CH3 Br), Carbon dioxide (CO2), dan masih banyak lagi yang semuanya mempunyai keuntungan-keuntungan dan kerugian-kerugian. Dari berjenis-jenis bahan pemadam api tsb yang paling banyak dipakai adalah jenis Carbon dioxide (CO2) karena beberapa pertimbangan sebagai berikut : a. Umum dipakai b. Tidak beracun c. Tidak menimbulkan karatan pada komponen yang terkena CO2 tsb. d. Mudah penggunaannya. e. Harganya murah.
Gambar 22-6 Sistem Pemadam Kebakaran Adapun kerugiannya diantaranya, bila terhisap oleh manusia lama-lama dapat menyebabkan mati lemas, hal ini dapat dicegah misalnya memakai pelindung (masker). CO2 dapat berupa gas atau cairan disimpan di dalam botol dan bertekanan, dilengkapi dengan katub (valve) yang dikontrol dari kokpit dan dibagikan dengan pipa-pipa ke daerah sekitar mesin atau daerah yang kemungkinan terjadi api. Pada gambar 22-6 dilukiskan system dari pemadam kebakaran untuk daerah mesin (engine) dengan memakai CO2 sebagai bahan pemadamnya. Nampak pada gambar diatas, system dari pemadam kebakaran yang dilengkapi dengan alat-alat pengontrol, sedang alat detector apinya tak digambarkan.
129
Setelah api detector menunjuk tanda melalui lampu penunjuk bahaya, maka penerbang harus melakukan tindakan-tindakan pengamanan sebelum pemadam kebakaran disemprotkan (operate), misalnya mesin harus dimatikan untuk mengurangi panas atau udara yang mengalir ke daerah api juga untuk mengurangi beredarnya bahan cairan yang dapat terbakar (inflammable fluid), semua katup (valve) ditutup, seperti katup aliran bahan bakar harus dicegah jangan sampai mengalir ke daerah yang panas atau daerah kebakaran. Pekerjaan tsb dilakukan dalam tempo yang cepat, setelah itu pemadam api disemprotkan. Jika api sudah padam tidak diperkenankan untuk menghindarkan mesin kembali untuk mencegah timbulnya api yang disebabkan oleh bahan yang dapat terbakar (inflammable fluid) bocor karena terkena panas.
Makin tinggi di atmosfir, makin rendah suhunya. Dengan standard lapse rate penurunan 2º C/1000 feet, maka jika kita terbang dari Jakarta dengan ketinggian bandar udara kira-kira 30 feet dan suhu 30º C, suhu akan turun ke 10º C pada ketinggian 10000 feet. Perhitungannya sebagai berikut: Penurunan suhu ke 10º C= 30º C- 10º C= 20º C.Dengan terbang pada ketinggian 10000 feet maka dengan penurunan suhu 2º C/1000 feet, terjadi penurunan 20º C.Jika pada waktu take off suhunya 30º C, setelah naik ke 10000 feet suhunya adalah 30º C-20º C= 10º C. Perhitungan di atas adalah mengikuti standar lapse rate. Dalam keadaan tidak standar mungkin saja 10º C dicapai pada waktu berada pada ketinggian 15000 feet misalnya. Maka dengan kondisi di atas, pada waktu mencapai 10000 feet dan terdapat visible moisture, penerbang akan selalu beranggapan ada icing condition yang cukup berbahaya.
Bahaya terjadinya Es pada pesawat
Bahaya paling utama jika terjadi icing adalah akumulasi es di sayap pesawat yang mengakibatkan bentuk sayap berubah. Untuk pesawat dengan mesin piston terdapat bahaya lain jika terjadi icing di karburator (Carburetor icing). Es yang terbentuk di karburator akan menghambat aliran udara dan bahan bakar yang akan masuk ke silinder. Sehingga mesin akan berhenti bekerja. Akumulasi es di propeler (baling-baling) Akumulasi (blockage) es di pitot system (sistem untuk mendeteksi kecepatan pesawat)
130
Bagian pesawat yang sering timbul es 1. Leading Edges dari sayap 2. Leading Edges dari vertikal dan horizontal stabilizer 3. Windshiled dan kaca-kaca jendela 4. Transmiter dari alat peringatan stall 5. Pilot tubes 6. Flight Control 7. Leading Edges dari baling-baling 8. Inlet duet mesin 9. Carburator 10. Saluran pembuangan lavatory Cara mencegah dan menghilangkan es 1. Menggunakan udara panas 2. Menggunakan pemanas dari elemen listrik 3. Menggunakan pneumatik (tekanan udara) dengan karet yang dapat dikembangkan, sehingga es akan hancur 4. Menyemprotkan cairan alkohol, karena alkohol menurunkan titik beku uap air Pencegahan dan penghilangan es menurut metode operasinya 1. De-ising Sistem penghilangan es setelah es timbul dimana waktu operasinya dikendalikan oleh time switch 2. Anti-icing Sistem pencegahan es dimana operasinya terus menerus De-Icing Kebalikan dengan anti ice, de-ice digunakan pada waktu es sudah terbentuk di bagian pesawat. Jadi alat ini menghancurkan es yang sudah ada. Contoh pemakaian alat ini adalah: Deicing boot. Alat ini berupa karet yang dapat di kembangkan untuk memecahkan es yang ada di sayap pesawat. Alat ini biasanya menggunakan tekanan udara (pneumatik) untuk bekerja. Penggunaan bleed air di anti ice system juga dapat berfungsi sebagai de-ice equipment. De-icing fluid. Dengan menggunakan cairan tertentu yang disemprotkan ke permukaan pesawat yang penting, de-icing fluid dapat melelehkan es dan biasanya digabungkan dengan anti-icing yang melapisi di atasnya. Bleed air Tenaga listrik 200 Volt AC 400 Hz dipasok pada baling-baling dan spinner melalui sikat dan slip ring dan time switch (saklal waktu siklus). Selama siklus de-icing, ke empat baling-baling akan memanas secara simultan. Hal ini diaplikasikan untuk gaya sentrifugal, biasanya menjaga bagian luar dari es.
131
Anti-Icing Perangkat anti-ice dipasang di pesawat untuk menghindari terbentuknya es di bagian-bagian yang penting. Jadi anti-ice dipakai sebelum es terbentuk. Beberapa aplikasi anti-ice Pada pesawat bermesin piston, biasanya dilengkapi dengan carburetor heat. Udara yang masuk ke karburator dihangatkan untuk menghindari terbentuknya es. Tapi perlu diingat, udara yang lebih hangat akan lebih renggang, sehingga pasokan udara akan berkurang yang mengakibatkan berkurangnya tenaga mesin bahkan sampai 15%. Pitot heat. Biasanya pitot system yang terpasang di pesawat dilengkapi dengan electric heater yang bekerja dengan tenaga listrik dari pesawat. Propeller anti-ice. Biasanya untuk baling-baling pesawat digunakan cairan alkohol yang disemprotkan langsung untuk menghindari terbentuknya es. Ada juga yang dilengkapi dengan anti ice boot yaitu lapisan tambahan untuk melancarkan aliran alkohol dan dilengkapi dengan kawat yang dihangatkan secara elektrik. Wing anti ice. Secara umum ada 2 jenis wing anti-ice untuk menghangatkan sayap pesawat: ◦ Electric heater, yang mempunyai prinsip kerja seperti pitot heat. ◦ Bleed air. Anti ice jenis ini memanfaatkan udara panas dari mesin (biasanya mesin turbin) untuk menghangatkan sayap pesawat. Glycol based fluid. Dengan anti ice ini, cairan glycol disemprotkan ke bagian yang rawan icing. Sistem Pengontrol Temperatur Pemanas
Pada tempat-tempat yang sering terjadi es dipasang peralatan pemanas dan unit pengontrol. Seperti pada winshield, karena akan menghalangi penglihatan awak pesawat Peralatan sistem ini terdiri dari : 1. Auto transformer dan relay pengntrol panas 2. Unit pengontrol suhu 3. Switch pengontrol panas
132
4. Probe atau sensing elemen Sistem kontrol anti-icing pada windshield
133
Sistem de-icing dan anti-icing
134
