Manajemen Energi untuk Deteksi Unstable Approach

Tags: ITB SDGs, Affordable and Clean Energy, Energy Efficiency, Clean Energy Technology

Di dalam bisnis pener bangan, standar keamanan ialah keniscayaan yang harus dipenuhi oleh para pelakunya untuk mencapai tingkat keselamatan tinggi. Lantaran berurusan dengan (banyak) jiwa manusia, maskapai (airlines) beroperasi dengan prosedur ketat, termasuk dalam pelaksanaan setiap fase penerbangan. Prosedur tersebut pada umumnya berupa batasan ataupun aturan yang di tentukan oleh manufaktur pesawat ataupun maskapai.

Boeing, manufaktur asal Amerika Serikat, mencatat ada dua fase penerbangan yang paling kritis dan berkontribusi terbesar terhadap kejadian kecelakaan. Pertama, fase terbang final approach, yaitu situ asi ketika pesawat bersiap untuk mendarat dan posisi telah sejajar dengan garis tengah di landasan pacu. Kedua, fase pendaratan (landing). Sekitar 49% kecelakaan terjadi pada kedua fase ini.

Untuk mengurangi terjadinya incident ataupun accident khususnya pada kedua fase tersebut berbagai upaya dilakukan. Salah satunya ialah dengan menerapkan prosedur ketat bagi pilot dalam mendaratkan pesawat pada su atu bandara tertentu. Maskapai memonitor prosedur ini secara periodik dengan program flight data monitoring (FDM). Program tersebut menganalisis data penerbangan yang direkam alat Quick Access Recorder (QAR) dengan membandingkannya dengan prosedur operasi standar (SOP) yang ditentukan maskapai.

Salah satu faktor penyebab kecelakaan selama fase final approach ke landing ialah terjadinya ketidakstabilan pendaratan atau yang dalam dunia aviasi dikenal dengan istilah unstabilized approach. Unstabilized approach dapat memicu incident ataupun accident, seperti undershoot, hard landing, atau runway veer off ataupun runway overrun.

Oleh karena unstabilized approach berpotensi menimbulkan bahaya, maskapai melakukan pengawasan ketat terhadap pelak sanaan SOP. Setiap pelanggaran terhadap SOP dapat berujung ke pada pemanggilan pilot ataupun kopilot.

Yang menjadi kendala, setiap maskapai punya SOP berbeda. Pelanggaran SOP pada satu maskapai belum tentu merupakan pelanggaran di maskapai lain. Hal tersebut dapat memberikan kesimpulan yang bias apabila kita hendak membandingkan tingkat keamanan antarmaskapai.

Selain itu, beberapa prosedur pada SOP yang digunakan tidak berkaitan secara fisik dengan apa yang dialami pilot. Pilot bisa saja merasakan pesawat mendarat dengan mulus, tetapi terdeteksi sebagai unstable oleh sistem FDM maskapai.

Going Beyond State of the Art

Kajian dalam penelitian ini memberikan pendekatan berbeda dari metode yang umum dipakai maska pai dalam mendeteksi kejadian unstablized approach. Pendekatan yang dimaksud ialah pengelolaan/manajemen energi (energy management).

Berdasarkan kondisi fisik pesawat, energi total pesawat sangat berkaitan dengan stabil atau labilnya penerbangan dalam fase final approach-landing. Energi yang tinggi akan menyebabkan kejadian overshoot atau hard landing, run way overrun, ataupun runway veer off. Sebaliknya, pesawat dengan kondisi energi rendah akan cenderung mengalami undershoot.

Secara matematis, energi total yang dimiliki pesawat merupakan hasil penjumlahan antara energi kinetik (EK) dan energi potensial (EP) yang diukur sejak awal final approach sarnpai landing. Energi kinetik sangat bergantung pada kecepatan pesawat, sedangkan energi potensial bergantung pada ketinggian pesawat. 

Pada prinsipnya, pilot harus mengelola energi total dengan menyeirnbangkan dua energi itu. Selama penerbangan approach, diupayakan agar pesawat tidak ter­lalu cepat dan terbang terlalu tinggi atau terbangterlalu rendah dengan kecepatan rendah. Dengan demi­kian, diperlukan suatu batasan agar energi selama fase final approach sampai dengan landing pada kon­disi ideal. 

Penentuan kondisi energi ideal dihitung dengan mengacu kepada besar kecepatan approach yang direkomendasikan dari manufak­ruran besar sudut glide slope yang bergantung pada lokasi runway. 

Secara visual, Grafik 2 me­nampilkan kondisi energi ideal dan batasannya, serta contoh profil total energi pesawat udara selama fasefinal approach ke land­ing. Gambar 2a tanpa normalisasi, sedangkan gambar 2b dengan normalisasi. 

Gambar 2a menampilkan batasan energi ideal yang seharusnya dimi­liki oleh pesawat untuk meng­hasilkan pendaratan yang mulus. Garis biru menampilkan profil energi total suaru pesawat ketika final approach. Kita dapat meli­hat bahwa dengan pendekatan energy management, karakteristik penerbangan selama fase ini dapat terekam baik.

Pada kondisi antara 2 sampai 4 NM dari posisi touchdown, pesa­wat keluar dari energi idealnya. Namun, menjelang dekat dengan runaway, pilot berusaha mengembalikan pesawat ke kondisi energi idealnya. Hal ini ditunjukkan oleh garis berwarna biru yang masuk kembali ke daerah kestabilan. 

Gambar 2b memperlihatkan normalisasi batasan energi ideal dan energi yang dimiliki pesawat, dengan batas bawah sebesar -1 dan batas atas sebesar +1. Dengan nor­malisasi ini, penentuan masuknya penerbangan ke dalam kategori stabil (atau tidak) dapat dilakukan dengan mengacu kepada batasan angka unik, yaitu dengan menghi­tung luas daerah di luar 'energi ideal'-nya. 

Daerah di atas 'energi ideal' mengindikasikan kelebihan energi yang dimiliki pesawat, sedangkan daerah di bawah 'energi ideal' mengindikasikan kurangnya energi untuk melakukan pendaratan. Ber­dasarkan ribuan data yang dianali­sis, diperoleh bahwa daerah dengan luas lebih besar atau sama dengan 5 akan menghasilkan prediksi ter­jadinya unstable approach yang relatif baik. 

Batasan angka itu juga mem­bantu algoritma menghindarkan prediksi yang salah akibat adanya error/outlier di dalam data. Algo­ritma kemudian diterapkan pada 2.692 penerbangan yang mendarat pada bandara dan runway yang sama. Hasilnya, 11 penerbangan dideteksi mengalami unstabilized approach.

Algoritma serupa juga dapat mendeteksi faktor besaran energi pesawat selama fase terbang. Ber­dasarkan hasil deteksi atas 11 penerbangan tadi, unstabilized approach disebabkan oleh kelebihan energi. 

Hasil deteksi berdasarkan energy management itu kemudian juga kami validasi dengan memban­dingkannya dengan hasil deteksi berdasarkan SOP maskapai. Dari proses deteksi berdasarkan SOP, diperoleh 563 atau sekitar 20,9% penerbangan mengalami unsta­bilized approach. Yang menarik, 11 penerbangan yang dinyatakan mengalami unstabilized approach oleh pendekatan energy manage­ment tadi terrnasuk di dalamnya. 

Penemuan ini rnenunjukkan bahwa pendekatan pada kajian ini memberikan tingkat deteksi lebih akurat. Penerbangan yang dideteksi sebagai unstable oleh energy management merupakan bagian dari hasil deteksi dari SOP, tetapi tidak berlaku sebaliknya. Bila diteliti lebih lanjut, banyak penerbangan yang terdeteksi oleh metode SOP yang sama sekali tidak mengalami unstabilized approach yang berisiko terhadap incident atau accident.

Tawaran dari pendekatan

Pendekatan energy management mernbawa sejumlah manfaat, antara lain proses pendeteksian unstabilized approach akan menjadi lebih seder­hana. Parameter analisis yang lebih sedikit juga memungkinkan proses pendeteksian menjadi lebih cepat. 

Yang juga tidak kalah penting, hasil dari pendekatan energy ma­nagement memiliki korelasi tinggi dengan kondisi fisik pesawat udara yang secara langsung berkaitan dengan apa yang dialami pilot 

Meski demikian, pendekatan yang ditawarkan pada kajian ini tidak bermaksud menggantikan SOP di maskapai. Hal itu disebabkan SOP su­dah terbukti mengurangi terjadinya unstabilized approach. Pendekatan energy management lebih diarahkan sebagai tambahan alat analisis bagi ground crew. Di saat sama, pendekatan ini diharapkan memberikan tarnbahan perspektif lain bagi para analis data penerbangan, sekaligus berkontribusi terhadap perbaikan celah-celah penyebab terjadinya kecelakaan dalam penerbangan pesawat komersil. (M-2)