Deskripsi
Pada tahun 1931, penerbang Amerika Wiley Post terbang dengan menggunakan
pesawat yang bernama "Winnie Mae" bermesin tunggal produksi Lockheed
Vega. Itu merupakan penerbangan keliling dunia dengan catatan waktu
penerbangan 8 hari, 15 jam dan 51 menit. Dalam penerbangan keliling
dunia itu Wiley Post didampingi Harold Gatty sebagai navigator untuk
membantunya tetap waspada dan melawan kelelahan pada penerbangan
bersejarah itu. Tetapi ketika Wiley Post menjadi orang pertama dalam
penerbangan solo keliling dunia dunia pada tahun 1933, ia harus
melakukan segala sesuatunya dalam mengemudikan pesawat terbang tanpa
bantuan orang lain seperti yang dilakukan oleh Harold Gatty pada
penerbangan tahun 1931 itu. Rahasia keberhasilannya, atau setidaknya
salah satu rahasianya, adalah autopilot (pilot otomatis) sederhana yang mengemudikan pesawat sementara ia beristirahat.
Dewasa ini pilot otomatis dengan system yang lebih canggih yang melakukan tugas yang sama dan sangat bisa diandalkan sebagai pilot. Bahkan, untuk beberapa prosedur penerbangan rutin, pilot otomatis dianggap lebih baik daripada pilot manusia. Perangkat pilot otomatis tidak hanya membuat penerbangan menjadi terasa lebih halus halus tapi juga membuat lebih aman dan lebih efisien.
Dewasa ini pilot otomatis dengan system yang lebih canggih yang melakukan tugas yang sama dan sangat bisa diandalkan sebagai pilot. Bahkan, untuk beberapa prosedur penerbangan rutin, pilot otomatis dianggap lebih baik daripada pilot manusia. Perangkat pilot otomatis tidak hanya membuat penerbangan menjadi terasa lebih halus halus tapi juga membuat lebih aman dan lebih efisien.
Autopilots and Avionics
Autopilot atau pilot otomatis adalah perangkat untuk mengontrol atau
memandu pesawat terbang, pesawat ruang angkasa, kapal, misil (peluru
kendali), atau kendaraan lain tanpa harus terus-menerus membutuhkan
campur tangan manusia. Kebanyakan orang mengasosiasikan pilot otomatis
sebagai pemandu otomatis untuk pesawat terbang, pada hal ada beberapa
jenis kendaraan lain yang juga sudah dilengkapi dengan system kemudi
pilot otomatis. Misalnya kapal dengan pelayaran jarak jauh atau pesawat
ruang angkasa yang tentu saja akan mengarungi jarak yang sangat jauh.
Dalam dunia penerbangan, autopilot disebut dengan nama Automatic Flight Control System (AFCS). Perangkat AFCS adalah bagian dari avionic pesawat terbang, merupakan system elektronik yang digunakan untuk mengontrol sistem kunci dari pesawat dan penerbangan. Selain sistem kontrol penerbangan, avionik juga berfungsi dalam komunikasi elektronik, navigasi, dan untuk mengetahui keadaan cuaca pada lintasan penerbangan. Pada awalnya AFCS digunakan untuk menyediakan bantuan selama tahap-tahap membosankan dalam penerbangan, misalnya saat penerbangan dengan ketinggian optimal. Dengan bantuan pilot otomatis banyak hal yang dapat dilakukan, bahkan saat melakukan manuver dengan sangat tepat, seperti pendaratan pesawat dalam kondisi nol visibilitas.
Walaupun ada banyak perbedaan dalam beberapa sistem autopilot, sebagian besar dapat diklasifikasikan menurut jumlah komponen atau pada sistem kontrol. Ada tiga dasar kontrol permukaan mempengaruhi kemampuan manuver pesawat. Yang pertama adalah elevator yaitu perangkat pada ekor pesawat yang mengontrol pitch (ayunan sirip ekor pesawat terbang di sekitar sumbu horizontal tegak lurus terhadap arah gerakan). Rudder (sirip kemudi) juga terletak di ekor pesawat. Ketika kemudi pada cockpit dimiringkan ke kanan (right), pesawat akan berbelok (berputar pada sumbu vertical) ke arah kanan. When the rudder is tilted to port (left), the craft yaws in the opposite direction. Dan saat kemudi dimiringkan ke kiri (port), pesawat pun akan berbelok ke arah kiri. Akhirnya, sirip kemudi (ailerons) di tepi belakang setiap sayap pesawat bergerak-gerak dari sisi ke sisi.
Pilot otomatis dapat mengontrol setiap atau semua permukaan sirip ini. Single-axis autopilot mengatur hanya satu set kontrol, biasanya ailerons. Autopilot dengan tipe sederhana ini dikenal sebagai "wing leveler" yang mengendalikan gerakan dan membuat sayap pesawat secara stabil. Two-axis autopilot mengatur gerakan lift (elevator) dan ailerons. Dan Three-axis autopilot mengelola semua tiga dasar sistem kontrol: ailerons, elevator dan rudder.
Dalam dunia penerbangan, autopilot disebut dengan nama Automatic Flight Control System (AFCS). Perangkat AFCS adalah bagian dari avionic pesawat terbang, merupakan system elektronik yang digunakan untuk mengontrol sistem kunci dari pesawat dan penerbangan. Selain sistem kontrol penerbangan, avionik juga berfungsi dalam komunikasi elektronik, navigasi, dan untuk mengetahui keadaan cuaca pada lintasan penerbangan. Pada awalnya AFCS digunakan untuk menyediakan bantuan selama tahap-tahap membosankan dalam penerbangan, misalnya saat penerbangan dengan ketinggian optimal. Dengan bantuan pilot otomatis banyak hal yang dapat dilakukan, bahkan saat melakukan manuver dengan sangat tepat, seperti pendaratan pesawat dalam kondisi nol visibilitas.
Walaupun ada banyak perbedaan dalam beberapa sistem autopilot, sebagian besar dapat diklasifikasikan menurut jumlah komponen atau pada sistem kontrol. Ada tiga dasar kontrol permukaan mempengaruhi kemampuan manuver pesawat. Yang pertama adalah elevator yaitu perangkat pada ekor pesawat yang mengontrol pitch (ayunan sirip ekor pesawat terbang di sekitar sumbu horizontal tegak lurus terhadap arah gerakan). Rudder (sirip kemudi) juga terletak di ekor pesawat. Ketika kemudi pada cockpit dimiringkan ke kanan (right), pesawat akan berbelok (berputar pada sumbu vertical) ke arah kanan. When the rudder is tilted to port (left), the craft yaws in the opposite direction. Dan saat kemudi dimiringkan ke kiri (port), pesawat pun akan berbelok ke arah kiri. Akhirnya, sirip kemudi (ailerons) di tepi belakang setiap sayap pesawat bergerak-gerak dari sisi ke sisi.
Pilot otomatis dapat mengontrol setiap atau semua permukaan sirip ini. Single-axis autopilot mengatur hanya satu set kontrol, biasanya ailerons. Autopilot dengan tipe sederhana ini dikenal sebagai "wing leveler" yang mengendalikan gerakan dan membuat sayap pesawat secara stabil. Two-axis autopilot mengatur gerakan lift (elevator) dan ailerons. Dan Three-axis autopilot mengelola semua tiga dasar sistem kontrol: ailerons, elevator dan rudder.
Autopilot pada Pesawat Terbang
Dalam dunia penerbangan, autopilot disebut dengan nama Automatic
Flight Control System (AFCS). Perangkat AFCS adalah bagian dari avionic
pesawat terbang, merupakan system elektronik yang digunakan untuk
mengontrol sistem kunci dari pesawat dan penerbangan. Selain sistem
kontrol penerbangan, avionik juga berfungsi dalam komunikasi elektronik,
navigasi, dan untuk mengetahui keadaan cuaca pada lintasan penerbangan.
Pada awalnya AFCS digunakan untuk menyediakan bantuan selama
tahap-tahap membosankan dalam penerbangan, misalnya saat penerbangan
dengan ketinggian optimal. Dengan bantuan pilot otomatis banyak hal yang
dapat dilakukan, bahkan saat melakukan manuver dengan sangat tepat,
seperti pendaratan pesawat dalam kondisi nol visibilitas.
Dasar Kontrol Permukaan Mempengaruhi Kemampuan Manuver Pesawat
Walaupun ada banyak perbedaan dalam beberapa sistem autopilot,
sebagian besar dapat diklasifikasikan menurut jumlah komponen atau pada
sistem kontrol. Ada tiga dasar kontrol permukaan mempengaruhi kemampuan
manuver pesawat.
- elevator
yaitu perangkat pada ekor pesawat yang mengontrol pitch (ayunan sirip
ekor pesawat terbang di sekitar sumbu horizontal tegak lurus terhadap
arah gerakan).
- Rudder
Rudder juga terletak di ekor pesawat. Ketika kemudi pada cockpit
dimiringkan ke kanan (right), pesawat akan berbelok (berputar pada sumbu
vertical) ke arah kanan. Dan saat kemudi dimiringkan ke kiri (port),
pesawat pun akan berbelok ke arah kiri.
- Sirip Kemudi (Ailerons)
Terletak di tepi belakang setiap sayap pesawat bergerak-gerak dari
sisi ke sisi. Pilot otomatis dapat mengontrol setiap atau semua
permukaan sirip ini. Single-axis autopilot mengatur hanya satu set
kontrol, biasanya ailerons. Autopilot dengan tipe sederhana ini dikenal
sebagai "wing leveler" yang mengendalikan gerakan dan membuat sayap
pesawat secara stabil. Two-axis autopilot mengatur gerakan lift
(elevator) dan ailerons. Dan Three-axis autopilot mengelola semua tiga
dasar sistem kontrol: ailerons, elevator dan rudder.
Cara Kerja Autopilot
Jantung sebuah sistem kontrol penerbangan otomatis modern adalah
komputer dengan beberapa prosesor berkecepatan tinggi. Pengumpulan data
informasi diperlukan untuk mengendalikan pesawat, prosesor berkomunikasi
dengan sensor yang terletak di permukaan kontrol utama. Komputer dapat
juga mengumpulkan data dari peralatan pesawat lainnya termasuk
gyroscope, pengukur kecepatan, altimeters, kompas dan indikator
kecepatan angin.
Prosesor komputer AFCS kemudian mengambil input data dan melakukan
perhitungan yang kompleks berdasarkan set mode kontrol. Mode kontrol
adalah pengaturan yang dimasukkan oleh pilot yang disesuaikan dengan
detail penerbangan. Sebagai contoh, misalnya mode kontrol yang diprogram
untuk mempertahankan ketinggian penerbangan. Ada juga mode kontrol yang
mempertahankan kecepatan, pos dan jalur penerbangan.
Perhitungan ini menentukan apakah pesawat bisa memahami perintah yang
dimasukkan dalam mode kontrol. Prosesor kemudian mengirimkan sinyal ke
berbagai unit servomechanis. Sebuah servomechanis, atau servo untuk
jangka pendek, adalah sebuah alat yang menyediakan kontrol mekanis jarak
jauh. Satu servo digunakan untuk masing-masing kontrol permukaan yang
termasuk dalam sistem autopilot. Servo dikendalikan oleh komputer dan
mengatur fungsi motor atau hidrolik untuk menggerakkan kontrol pesawat
dan memastikan pesawat dapat mempertahankan posisi dengan tepat.
Sistem autopilot modern sekarang dapat menerima data dari Global
Positioning System (GPS) menggunakan penerima yang dipasang pada
pesawat. Sebuah penerima GPS dapat menentukan posisi pesawat terbang
saat sedang dalam penerbangan dengan cara menghitung jarak dari tiga
atau lebih satelit dalam jaringan GPS. Berbekal informasi posisi seperti
itu, pesawat terbang bisa dengan aman untuk terus melanjutkan rencana
penerbangan.
Komponen Auto Pilot
Autopilot Parts
Sebenarnya yang menjadi jantung dari sistem pengendali penerbangan
otomatis modern adalah sebuah komputer dengan beberapa prosesor yang
berkecepatan tinggi. Untuk mendapatkan kepintaran yang dibutuhkan untuk
mengendalikan pesawat, prosesor berkomunikasi dengan sensor yang
diletakkan pada bagian-bagian pengendali utama. Prosesor ini juga mampu
mengumpulkan data dari sistem dan peralatan pesawat terbang lain
termasuk gyroscope, accelerometer, altimeter, kompas, dan indikator
kecepatan udara (airspeed indicator).
Prosesor dalam AFCS akan mengambil data input, kemudian dengan
menggunakan perhitungan yang kompleks membandingkannya dengan pengaturan
mode pengendali. Setting mode pengendali dimasukkan oleh pilot yang
mendefinisikan detail penerbangan. Misalnya mode pengendali
mendefinisikan bagaimana ketinggian pesawat ditentukan. Ada juga mode
pengendali lain seperti menentukan kecepatan udara dan jalur
penerbangan.
Perhitungan tersebut menentukan apakah pesawat telah menjalankan
perintah yang diatur oleh mode pengendali atau belum. Prosesor kemudian
mengirimkan signal ke berbagai unit servomechanism. Servomechanism atau
sering disingkat servo merupakan alat yang memberikan pengendalian
mekanis pada suatu jarak tertentu. Satu servo cukup untuk semua bagian
kendali yang termasuk dalam sistem autopilot. Servo akan menerima
instruksi komputer dan menggunakan motor atau hydraulic untuk
menggerakkan bagaian kendali pesawat, menjamin pesawat berada dalam
posisi dan jalur yang tepat.
Seorang penemu dan insinyur terkenal Elmer mempatenkan gyrocompas pada tahun 1908, namun gyrocompas pertama sekali ditemukan oleh anaknya Lawrence Burst Sperry, yang merupakan orang pertama yang menguji peralatan tersebut pada pesawat terbang. Autopilot Sperry muda menggunakan empat gyroscope untuk menstabilkan pesawat terbang dan telah banyak membantu kebanyakan penerbangan pertama, termasuk penernangan pada saat malam pertama dalam sejarah penerbangan. Pada tahun 1932, Sperry Gyroscope Company telah mengembangkan automatic pilot yang digunakan oleh Wiley Post yang digunakan dalam penerbangan solo pertamanya mengelilingi dunia.
Ilustrasi di atas menunjukkan bagaimana elemen-elemen dasar dari
sistem autopilot dihubungkan. Untuk menyederhanakannya, hanya satu
bagian kendali (yaitu rudder) yang ditunjukkan, setiap bagian kendali
akan memiliki susunan yang sama seperti yang diperlihatkan pada
ilustrasi di atas. Terlihat bahwa skema dasar dari autopilot tampak
seperti sebuah loop (rangkaian tertutup) dengan sensor pengirim data ke
komputer autopilot yang memproses informasi dan mengirim signal ke
servo, dan servo akan segera menggerakkan bagian kendali yang akan
mengubah posisi pesawat, dan kemudian akan membuat data baru yang
dikirim ke sensor, dan keseluruhan proses ini akan diulangi lagi. Jenis
feedback loop di atas adalah sistem operasi dari autopilot.
Autopilot Control Systems
Autopilot merupakan salah satu contoh dari sistem kontrol. Sistem
kontrol bertindak berdasarkan pada pengukuran dan hampir selalu memiliki
dampak pada nilai yang diukurnya. Contoh klasik dari sistem kontrol
adalah negative feedback loop yang mengendalikan thermostat. Loop
tersebut bekerja dengan cara seperti berikut ini:
- Pada saat musim panas pemilik rumah akan mengatur thermostat-nya ke temperatur ruangan yang diinginkannya—katakanlah 78 F (25 C).
- Thermostat akan mengukur temperatur udara dan membandingkannya dengan nilai yang diatur oleh pemilik rumah.
- Setelah beberapa saat, udara panas dari luar rumah akan menaikkan temperatur di dalam rumah. Ketika temperatur di dalam rumah telah melebihi 78 F, akan dikirim signal ke unit ac (air conditioning).
- Air conditioning akan hidup dan mendinginkan ruangan.
- Ketika temperatur di dalam ruangan telah kembali ke nilai 78 F, signal lain akan dikirim ke ac untuk mematikan ac.
Disebut dengan negative feedback loop karena menghasilkan aksi
tertentu (ac hidup) yang akan menghalangi kinerja lebih lanjut dari aksi
tersebut. Semua negative feedback loop memerlukan sebuah receptor,
control center, dan effector. Pada contoh di atas yang menjadi
receptor-nya adalah termometer yang mengukur temperatur udara. Control
center-nya adalah prosesor di dalam thermostat, dan effector-nya adalah
ac.
Sistem pengendali penerbangan otomatis juga bekerja dengan cara yang
sama. Misalnya kita ambil contoh pilot yang telah mengaktifkan
single-axis autopilot yang juga disebut dengan wing leveler seperti yang
telah dikemukakan di atas.
- Pilot mengatur mode pengendalian untuk menjaga posisi sayap pada suatu level tertentu.
- Bagaimanapun, walaupun dalam keadaan udara yang tenang, sayap pesawat akan turun.
- Sensor yang terletak di sayap akan mendeteksi penurunan sayap ini dan kemudian mengirim signal ke komputer autopilot.
- Komputer autopilot memproses data dan menyatakan bahwa sayap pesawat tidak lagi berada pada level yang diinginkan.
- Komputer autopilot mengirim signal ke servo untuk mengendalikan aileron pesawat. Signal yang dikirim merupakan sebuah perintah yang sangat spesifik yang memerintahkan servo untuk membuat suatu penyesuaian yang tepat.
- Setiap servo memiliki sebuah motor elektrik yang memiliki kabel yang kekang untuk menarik kabel aileron. Ketika kabel tersebut bergerak bagian kendalipun akan ikut bergerak mengikuti arah pergerakan kabel.
- Karena aileron disesuaikan berdasarkan pada data input, sayap pesawat akan bergerak kembali ke level semula.
- Komputer autopilot menghapus perintah ketika sensor yang terletak di sayap pesawat mendeteksi bahwa sayap telah berada pada level yang diinginkan lagi.
- Servo berhenti menggunakan tekanan terhadap kabel aileron untuk menggerakkan sayap pesawat.
Loop seperti yang ditunjukkan pada diagram blok di atas bekerja
secara kontinyu selama beberapa kali dalam satu detik melibatkan banyak
prosesor untuk mengendalikan banyak bagian kendali. Bahkan beberapa
pesawat terbang memiliki komputer pendorong otomatis (autothrust
computers) untuk mengendalikan gaya dorong mesin. Sistem autopilot dan
sistem autothrust mampu bekerja bersama-sama untuk melakukan
manuver-manuver yang sangat kompleks.
Komponen Auto Pilot
Kebanyakan sistem autopilot terdiri dari empat komponen dasar,
ditambah berbagai switch dan unit pembantu. Empat dasar komponen:
Sensing Elemen, Computer Elemen, Output Elemen, dan Command Elemen.
Banyak sistem autopilot yang lebih maju dengan memiliki elemen kelima:
feedback dan follow up. Ini mengacu pada sinyal yang dikirim sebagai
koreksi yang dilakukan oleh elemen output menyarankan autopilot dari
kemajuan yang dibuat.
Sensing Elemen
Sikap dan directional gyros, Turn Coordinator, dan Altitude Control
adalah Sensing Elemen autopilot. Unit ini merasakan pergerakan pesawat.
Mereka menghasilkan sinyal-sinyal listrik yang digunakan oleh autopilot
untuk secara otomatis mengambil tindakan korektif yang diperlukan yang
diperlukan untuk menjaga pesawat terbang sebagaimana dimaksud. Sensing
Salad-gyros dapat ditemukan di kokpit yang dipasang instrumen. Mereka
juga dapat dihubungkan secara remote.
Sensor gyro terpencil mendorong menampilkan servo panel kokpit, serta
memberikan sinyal input ke komputer autopilot. Pilot otomatis digital
modern dapat menggunakan berbagai sensor berbeda. Gyros MEMS dapat
digunakan atau disertai dengan menggunakan accelerometers solid state
dan magnetometer. Laju sistem berbasis tidak boleh menggunakan gyros
sama sekali. Berbagai sensor input mungkin terletak dalam unit yang sama
atau unit terpisah dan transfer informasi melalui bus data digital.
Informasi navigasi juga terintegrasi melalui koneksi bus data digital
untuk komputer avionik.
Komputer dan Amplifier
Unsur komputasi autopilot mungkin analog atau digital. Fungsinya
adalah untuk menafsirkan data Sensing Elemen, mengintegrasikan Command
dan input navigasi, dan mengirim sinyal ke elemen Output untuk
memindahkan pesawat kontrol yang diperlukan untuk mengendalikan pesawat.
Sebuah Amplifier digunakan untuk memperkuat sinyal untuk diproses, jika
diperlukan, dan untuk digunakan oleh perangkat output, seperti motor
servo. Amplifier dan sirkuit terkait adalah sistem autopilot komputer
analog. Informasi ditangani saluran sesuai dengan sumbu kontrol yang
sinyal dimaksudkan (yaitu, pitch channel, roll channel, atau yaw
channel). Sistem digital menggunakan teknologi komputer mikroprosesor
solid state dan biasanya hanya memperkuat sinyal dikirim ke elemen
output.
Elemen Output
Elemen output dari sebuah sistem autopilot adalah servos yang
menyebabkan ada pergerakkan dari kontrol penerbangan. Mereka adalah
perangkat independen untuk masing-masing saluran kontrol yang
mengintegrasikan ke dalam sistem kontrol penerbangan reguler. Desain
servo autopilot sangat bervariasi tergantung pada metode aktuasi kontrol
penerbangan. Sistem kabel-actuated biasanya memanfaatkan motor servo
listrik atau elektro-pneumatik servos. Sistem kontrol penerbangan
digerakkan secara hidrolik menggunakan servos electrohydraulic
autopilot. Pesawat fly-by-wire digital memanfaatkan aktuator yang sama
untuk melaksanakan manual dan autopilot manuver. Ketika autopilot
bergerak, aktuator agak merespon perintah dari autopilot daripada
eksklusif dari pilot. Apapun, autopilot servos harus memungkinkan
gerakan kontrol tanpa hambatan ketika autopilot tidak beroperasi.
Pesawat dengan kontrol digerakkan oleh kabel menggunakan dua dasar
jenis listrik servos yang dioperasikan motor. Motor terhubung ke poros
output servo melalui pengurangan gigi. Ketika Motor mulai, berhenti, dan
berbalik arah dalam menanggapi dengan perintah dari komputer autopilot.
Jenis lain dari servo listrik menggunakan motor yang terus berjalan
ditujukan untuk poros output melalui dua kopling magnet. Cengkeraman
diatur sedemikian rupa sehingga energi satu kopling mentransmisikan
torsi bermotor untuk memutar poros output dalam satu arah; energizing
kopling lainnya ternyata berputar pada poros dalam arah yang berlawanan.
Electropneumatic servos juga dapat digunakan untuk mendorong kontrol
penerbangan kabel dalam beberapa sistem autopilot. Mereka dikendalikan
oleh sinyal-sinyal listrik dari amplifier autopilot dan digerakkan oleh
sumber tekanan udara yang tepat. Sumber mungkin berupa sistem pompa
vakum atau mesin turbin udara. Setiap servo terdiri dari sebuah katup
elektromagnetik dan output linkage.
Pesawat dengan sistem kontrol penerbangan hidrolik digerakkan
memiliki autopilot servos yang elektro-hidrolik. Mereka mengontrol katup
bahwa tekanan fluida langsung yang diperlukan untuk memindahkan kontrol
melalui aktuator kontrol. Mereka yang didukung oleh sinyal dari
komputer autopilot. Ketika autopilot tidak terlibat, servos memungkinkan
cairan hidrolik mengalir terbatas dalam sistem kontrol penerbangan
untuk operasi normal. Katup servo dapat menggabungkan transduser umpan
balik untuk memperbarui kemajuan autopilot selama koreksi kesalahan .
Elemen Command
Unit Command, disebut pengontrol penerbangan, adalah manusia
antarmuka dari autopilot. Hal ini memungkinkan pilot untuk memberitahu
autopilot apa yang harus dilakukan. Pengendali penerbangan bervariasi
dengan kompleksitas sistem autopilot. Dengan menekan tombol fungsi yang
diinginkan, pilot menyebabkan controller untuk mengirim sinyal instruksi
ke komputer autopilot, memungkinkan untuk mengaktifkan servos yang
tepat untuk melaksanakan perintah. Level flight, climb, descent, beralih
ke heading, atau terbang menuju heading yang diinginkan beberapa dari
pilihan yang tersedia pada kebanyakan pilot otomatis. Banyak pesawat
memanfaatkan banyak alat bantu navigasi radio. Ini dapat dipilih untuk
mengeluarkan perintah langsung ke komputer autopilot.
Selain on/off pada controller autopilot, kebanyakan pilot otomatis
memiliki tombol disconnect yang terletak di kontrol roda. Switch ini,
dioperasikan oleh tekanan ibu jari, sistem autopilot harus dapat
digunakan untuk memperbaiki sebuah kerusakan yang terjadi pada sistem
atau setiap saat pilot ingin untuk mengambil kontrol manual pesawat.
Feedback atau Follow Up
Sebagai manuver autopilot pesawat kontrol untuk mencapai sikap
penerbangan yang diinginkan, maka harus mengurangi kontrol permukaan
koreksi sebagai sikap yang diinginkan hampir tercapai sehingga kontrol
dan pesawat datang untuk beristirahat di jalur. Tanpa dilakukan, sistem
akan terus berlebihan. Permukaan defleksi akan terjadi sampai sikap yang
diinginkan tercapai. Tapi gerakan masih akan terjadi sebagai permukaan
kembali ke posisi pra-kesalahan. Sensor Attitude akan sekali lagi
mendeteksi kesalahan dan memulai proses koreksi seluruh lagi.
Berbagai feedback listrik, atau sinyal follow up, yang dihasilkan
untuk semakin mengurangi pesan kesalahan di autopilot sehingga bahwa
lebih dari koreksi terus menerus tidak terjadi. Ini biasanya dilakukan
dengan transduser pada aktuator atau di unit servo autopilot.
Sebuah tingkat sistem menerima sinyal kesalahan dari tingkat gyro
yang dari polaritas tertentu dan besaran yang menyebabkan kontrol akan
dipindahkan. Sebagai kontrol melawan kesalahan dan bergerak untuk
memperbaikinya, tindak lanjut sinyal polaritas berlawanan dan
meningkatkan besarnya kontra sinyal error sampai sikap yang benar
pesawat itu dikembalikan. Perpindahan follow up sistem A menggunakan
kontrol hantaran untuk membatalkan pesan kesalahan bila sikap terbang
telah dipindahkan ke posisi yang benar.
Fungsi Autopilot
Berikut ini deskripsi sistem autopilot yang disajikan untuk
menunjukkan fungsi analog autopilot sederhana. Pilot otomatis yang jauh
lebih paling canggih, namun banyak fundamental operasi serupa. Sistem
pilot otomatis pesawat terbang dengan menggunakan sinyal listrik yang
dikembangkan dalam unit gyro - sensor. Unit-unit ini terhubung ke
instrumen penerbangan yang menunjukkan arah, tingkat gilirannya, bank,
atau pitch. Jika flight Attitude atau heading magnetik berubah, sinyal
listrik akan mengembang di gyros. Sinyal-sinyal ini dikirim ke komputer
autopilot/Amplifier dan digunakan untuk mengendalikan operasi unit
servo. Sebuah servo untuk masing-masing dari tiga saluran kontrol
mengkonversi sinyal listrik menjadi kekuatan mekanik, kontrol permukaan
yang bergerak sebagai respons terhadap sinyal korektif atau perintah
pilot.
Saluran kemudi menerima dua sinyal yang menentukan kapan dan berapa
banyak kemudi bisa bergerak. Sinyal sinyal course pertama berasal dari
sistem kompas. Selama pesawat tetap pada heading magnetic itu pada saat
autopilot terlibat, tidak ada sinyal berkembang. Penyimpangan
menyebabkan sistem kompas untuk mengirim sinyal ke saluran kemudi yang
sebanding dengan sudut perpindahan pesawat dari heading preset. Sinyal
kedua yang diterima saluran kemudi adalah sinyal tingkat yang memberikan
informasi kapan pesawat berbalik dengan sumbu vertikal. Informasi ini
disediakan oleh gyro turn- dan -bank indikator.
Ketika pesawat berupaya untuk mematikan saja, gyro tingkat
mengembangkan sinyal yang sebanding dengan tingkat gilirannya, dan gyro
saja berkembang sinyal sebanding dengan jumlah perpindahan. Dua sinyal
itu yang dikirim ke saluran amplifier kemudi, di mana mereka digabungkan
dan kekuatan mereka meningkat. Sinyal itu diperkuat kemudian dikirim ke
servo rudder. Ternyata servo kemudi dalam arah yang benar untuk
mengembalikan pesawat ke heading magnetik yang dipilih.
Sebagai kemudi permukaan bergerak, sinyal follow up dikembangkan yang
menentang sinyal input. Ketika dua sinyal yang sama dalam besarnya,
servo berhenti bergerak. Ketika pesawat tiba, tentu saja, sinyal
mencapai nilai nol, dan kemudi dikembalikan ke posisi streamline oleh
sinyal follow up. Saluran Aileron menerima sinyal input dari pemancar
yang terletak di indikator gyro Artificial Horizon. Setiap gerakan
Pesawat pada sumbu longitudinal menyebabkan gyro – Unit sensing untuk
mengembangkan sinyal untuk mengoreksi gerakan. Sinyal ini diperkuat,
fase terdeteksi, dan dikirim ke aileron servo, yang bergerak permukaan
kontrol aileron untuk mengoreksi kesalahan.
Sebagai aileron permukaan bergerak, sinyal follow up membangun sinyal
yang bertentangan dengan sinyal input. Ketika dua sinyal sama besarnya,
servo berhenti bergerak. Sejak aileron menghindar dari arus, pesawat
sekarang mulai bergerak kembali ke tingkat penerbangan dengan input
sinyal menjadi lebih kecil dan sinyal lanjutan mengemudi kontrol
permukaan kembali ke posisi merampingkan. Ketika Pesawat telah kembali
ke tingkat penerbangan sikap roll, input sinyal kembali nol. Pada saat
yang sama, permukaan kontrol efisien, dan sinyal follow up nol.
Rangkaian saluran lift adalah sama dengan channel aileron, dengan
pengecualian bahwa saluran lift mendeteksi dan memperbaiki perubahan
pitch attitude pesawat. Untuk kontrol ketinggian, unit dipasang secara
remote mengandung ketinggian tekanan diafragma yang digunakan. Mirip
dengan Attitude dan gyros directional, ketinggian unit menghasilkan
sinyal error ketika pesawat telah bergerak dari ketinggian terpilih. Ini
diketahui sebagai fungsi ketinggian. Sinyal mengontrol servos pitch,
yang bergerak untuk memperbaiki kesalahan. Fungsi ketinggian yang
dipilih menyebabkan sinyal untuk terus dikirim ke servos pitch sampai
ketinggian terpilih telah tercapai. Pesawat kemudian mempertahankan
ketinggian terpilih menggunakan sinyal altitude hold.
Kegagalan Autopilot
Autopilot bisa berfungsi dengan baik dan bisa juga gagal. Masalah
yang paling sering ditemui pada sistem autopilot adalah kegagalan servo
baik karena motornya yang buruk ataupun koneksi yang buruk. Sensor
posisipun bisa juga tidak berfungsi sehingga menghasilkan tidak ada data
input ke komputer autopilot. Untungnya sistem autopilot untuk pesawat
terbang dirancang supaya aman dari kegagalan-kegagalan tersebut. Untuk
menghentikan sistem autopilot sangat sederhana, awak kru pesawat hanya
perlu melakukan pemutusan sistem autopilot dengan cara menarik tuas
power switch autopilot atau apabila cara tersebut masih belum berhasil
dapat juga dilakukan dengan menarik autopilot circuit breaker.
Pilot otomatis dapat mengalami kegagalan atau tidak berfungsi dengan
baik. Masalah yang umum adalah kegagalan beberapa jenis servo, baik
karena kinerja motor yang buruk atau karena koneksi yang buruk. Posisi
sensor juga bisa mengalami kegagalan dan mengakibatkan hilangnya masukan
data ke komputer autopilot. Untungnya, pilot otomatis pada pesawat
berawak dirancang sebagai failsafe yaitu pada saat terjadinya kegagalan
pada system autopilot, mode kemudi manual bisa segera digunakan. Untuk
mengganti autopilot, awak pesawat hanya perlu melepaskan sistem, baik
dengan membalik sebuah saklar daya atau dengan menarik pemutus arus
autopilot.
Beberapa kecelakaan pesawat terbang disebabkan karena pilot yang
gagal untuk memutuskan sistem pengendali penerbangan automatis. Pilot
berhenti berusaha untuk mengatur pengendalian yang dilakukan autopilot,
tidak mampu memahami mengapa pesawat tidak melakukan perintah yang
diberikan. Oleh sebab itulah mengapa pada skenario kondisi yang demikian
program-program intruksi penerbangan sangat menegangkan untuk
dipraktikkan. Pilot harus tahu bagaimana menggunakan setiap fitur yang
tersedia pada AFCS, dan pilot juga harus tahu bagaimana memutuskan
sistem AFCS dan terbang tanpa menggunakan sistem tersebut. Pesawat juga
harus mengikuti skedul maitenance yang ketat untuk menjamin semua sensor
dan servo bekerja dengan baik. Penyesuaian dan perbaikan apapun yang
dilakukan terhadap komponen-komponen kunci perlu dilakukan penyesuaian
lagi terhadap komputer autopilot. Misalnya apabila ada perbaikan yang
dibuat terhadap instrumen gyro, perlu dilakukan pengaturan ulang pada
komputer autopilot.
Beberapa kecelakaan pesawat terbang yang terjadi umumnya karena pilot
gagal mematikan system autopilot yang tiba-tiba tidak berfungsi
sehingga pesawat terbang sama sekali tidak bisa dikendalikan. Beberapa
waktu yang lalu para pilot sempat menolak penggunaan autopilot dengan
alasan keselamatan penerbangan. Itulah sebabnya mengapa sering kali
dilakukan pelatihan program instruksi penerbangan untuk skenario pada
sistuasi seperti itu. Pilot harus tahu bagaimana menggunakan setiap
fitur pada AFCS, tetapi mereka juga harus tahu cara mematikannya dan
terbang tanpa AFCS. Mereka juga harus mematuhi jadwal perawatan yang
ketat untuk memastikan semua sensor dan servo berada dalam kondisi yang
baik.
Ada banyak spekulasi yang beredar mengenai kecelakaan pesawat yang menyebabkan meninggalnya John F. Kennedy Jr., bersama dengan istrinya Carolyn Bessette Kennedy, dan adik iparnya Lauren Bessette, pada tanggal 16 Juli 1999. Walaupun National Transportation Safety Board (NTSB/Badan Keamanan Transportasi Nasional Amerika Serikat) menyatakan bahwa kemungkinan penyebab kecelakaan adalah karena disorientasi pada saat pesawat sedang terbang, namun beberapa kalangan menilai hal tersebut terjadi karena adanya mechanical failure -- yang mungkin disebabkan karena kegagalan autopilot -- yang berpotensi menyebabkan kecelakaan.
Pesawat Piper PA-32R-301, Saratoga II, N9253N, telah dilengkapi dengan Bendix/King 150 Series Automatic Flight Control System, sistem autopilot dua sumbu (two-axis autopilot) yang mengendalikan pitch and roll. Dari hasil investigasi yang dilakukan oleh NTSB membuktikan bahwa sistem autopilot pesawat tersebut telah pernah gagal berfungsi sekali atau dua kali sebelum kecelakaan tersebut terjadi. Pada saat demikianlah seharusnya sistem autopilot perlu diputuskan dan disambungkan lagi.
Permasalahan dengan sistem autopilot seperti itu sangat berpotensi menimbulkan kecelakaan pesawat walaupun hal tersebut terlihat tidak mungkin terjadi. Kenyataannya beberapa laporan menunjukkan bahwa sistem autopilot telah diputuskan sebelum pesawat tersebut menemui masalah.
Modern Autopilot Systems
Banyak sistem autopilot modern mampu menerima data dari penerima
Global Positioning System (GPS) yang terpasang pada pesawat. Penerima
GPS dapat menetukan posisi pesawat di udara dengan mengkalkulasi jarak
pesawat dari tiga atau lebih satelit yang terhubung dalam jaringan GPS.
Dilengkapi dengan alat pemberi informasi posisi tersebut, autopilot
dapat melakukan lebih dari menjaga pesawat tetap berada pada posisi dan
ketinggian yang sama—sistem autopilot bahkan mampu melakukan perencanaan
penerbangan yang baik.
Kebanyakan jet komersial telah memiliki kemampuan untuk melakukan
perencanaan penerbangan walaupun hanya sesaat, bahkan pesawat-pesawat
kecilpun telah dilengkapi dengan sistem autopilot yang canggih. New
Cessna 182s dan 206s telah dilengkapi dengan Garmin G1000 integrated
cockpit pada saat keluar dari dari pabrik, termasuk sebuah sistem
autopilot elektronik digital (digital electronic autopilot) yang telah
dikombinasikan dengan flight director (pengarah penerbangan). The Garmin
G1000 pada dasarnya telah memiliki semua kemampuan tersebut, generasi
terbaru pesawat eklektronik umum, teknologi yang dulunya hanya bisa
dimimpikan oleh Wiley Post pada tahun 1933.
Sumber :Autopilot tidak hanya ditemukan pada pesawat terbang. Kapal laut juga memilikinya walaupun sistem autopilot pada kapal laut dikenali dengan nama yang berbeda. Beberapa kapten menyebut sistem autopilot kapalnya dengan "Metal Mike," sebuah nama sebutan yang muncul segera setelah Elmer Sperry menemukan gyrocompass. Keberapa kapten kapal juga menyebut sistem autopilot pada kapal laut dengan "autohelmsman" (nakhoda automatis) karena alat ini bekerja layaknya seorang nakhoda, mengemudikan kapal secara efisien tanpa intervensi manusia. Bahkan mobil model terbarupun telah memiliki sistem autopilot yang disebut dengan cruise control, sistem ini juga merupakan contoh klasik lain dari sistem pengendalian. Cruise control secara otomatis mengatur kecepatan mobil dengan menggunakan feedback loop yang meliputi sensor kecepatan dan pemercepat mobil (car's accelerator).
https://id.wikipedia.org/wiki/Pilot_otomatis
http://aeronusantara.blogspot.co.id/2012/10/autopilot-pilot-otomatis-pesawat-terbang.html