Impian Negara memiliki pesawat multiguna hampir terwujud. Pesawat yang diberi nama N219 dirancang untuk didedikasikan kepada Bumi Pertiwi sebagai alat angkut udara multiguna yang dibuat oleh anak-anak negeri. Pesawat yang dipersembahkan untuk bangsanya yang berada tersebar diseluruh tanah air, berada dalam kondisi alam terjal dan sulit ditembus melalui jalan darat, sehingga memerlukan alat angkut udara untuk mewujudkan impian memajukan negara menuju daya saing dan kesejahteraan.

Sebagaimana diberitakan di berbagai media, pembuatan pesawat baru N219 yang dibangun oleh PT Dirgantara Indonesia (PT. DI) bekerjasama dengan Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) dan sejumlah lembaga litbang dan perguruan tinggi masih terus dilakukan penyempurnaan, pasalnya berbagai komponen struktur memerlukan optimalisasi sehingga mendapatkan pesawat dengan struktur yang memadai dan efisien. Pengujian struktur pesawat tengah disiapkan secara serius mencakup pengujian statis dan dinamis yang bertujuan untuk memastikan kekuatan pesawat dalam menerima beban statis dan dinamis, beban lapangan termasuk umur pakai beserta mekanisme pemeliharaannya.

Pengujian Pesawat Udara N219

Lolos pengujian struktur pesawat terbang merupakan sebagian pemenuhan persyaratan dan ketentuan yang harus dilalui dalam proses sertifikasi sebuah pesawat udara termasuk N219 agar memperoleh ijin layak terbang. Tujuan pengujian adalah untuk mengetahui karakteristik struktur pesawat udara terhadap pembebanan statik dan operasional. Investigasi pada struktur pesawat N219 yang dilakukan di laboratorium, sebenarnya menyimpan sejuta informasi penting yang dapat dihimpun melalui sebuah analisis komprehensif dari sejumlah data uji statis, analisis metalography dan fractography struktur dan komponen pesawat. Informasi ini sangat berguna untuk melihat kekuatan pesawat udara saat melakukan operasi memprediksi crack initiation and propogation sehingga terjamin keamanan dan kenyamanan penumpang saat menaiki pesawat, sekalipun melintas dalam udara buruk dan berbahaya.

Secara umum, pengujian struktur pesawat dikenal dalam dua cara. Yakni pengujian statik yaitu pembebanan terhadap pesawat hanya dilakukan sekali saja hingga patah atau rusak (Destructive Test) yaitu untuk mengetahui kekuatan pesawat (ultimate strength) terhadap beban statis. Berikutnya adalah pengujian dinamis yaitu digunakan untuk mengetahui umur dan karakteristik pesawat (fatigue life behavior) terhadap beban dinamis. Beban dinamis ini adalah pembebanan yang dilakukan pesawat secara berulang-ulang yang besarnya sesuai dengan beban lapangan berupa spektrum acak. Sedangkan kecepatan dan arah rambat retak pesawat diuji dengan metoda Crack Propagation Test.

Dalam pengujian dinamis, misalnya, akan diketahui sejumlah titik-titik konsentrasi tegangan atau kritis, baik di badan, sayap maupun ekor pesawat. Pengukuran titik-titik kritis dilakukan dengan menggunakan sensor regangan (strain gauge), dapat dianalisis untuk diketahui, sesungguhnya kapan terjadinya initial crack. Bahkan dapat pula dideteksi, kecepatan maupun arah saat keretakan terjadi melalui Crack Propagation Analysis (CPA).

Ibarat sebuah rekam medik, data crack propagation menjadi sangat penting dalam mengujian baik di laboratorium maupun di lapangan. Hal ini untuk mengetahui kecepatan dan arah rambat pertumbuhan retak sehingga dapat dipastikan apakah struktur pesawat sudah dalam tingkat bahaya atau masih dapat dipakai dalam waktu tertentu. Selain itu, ada pula pengujian struktur pesawat yang disebut dengan Non-Destruktif Test (NDT). Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui jenis material (metalografi) yang digunakan pesawat tersebut bertujuan untuk mengetahui kekuatan dan persyaratan-persyaratan teknis yang diijinkan sesuai standard sehingga dengan pasti dapat diprediksi umur dan penjalaran retaknya. Penggunaan material yang tidak homogen, umumnya menjadi titik lemah yang menyebabkan konsentrasi tegangan dan memungkinkan munculnya retak pada pesawat. Bagi produsen pesawat terbesar, seperti Boeing dan Airbus, peningkatan penggunaan material komposit yang homogen dan canggih memang telah diterapkan pada pesawat komersial yang diproduksinya, hal ini diyakini dapat mengurangi berat badan pesawat. Dengan demikian dapat mengoptimalkan biaya operasional, produsen dan penggunaan bahan bakar.

Komponen Utama Pesawat N219

Pesawat udara secara sederhana memiliki bagian utama antara lain : Fuselage, Sayap, Ekor, dan Landing Gear.

Fuselage adalah  kabin dan atau kokpit, yang berisi kursi penumpang dan pengendali pesawat.  Sebagai tambahan, fuselage juga bisa terdiri dari ruang kargo dan titik-titik penghubung bagi komponen utama pesawat dengan peralatan penting yang lainnya. Beberapa pesawat menggunakan struktur open truss yang berbentuk tabung baja atau aluminium. Kekuatan dan kekompakan struktur dibangun melaluia pengelasan tabung secara komprehensif membentuk truss, yang berbentuk sarang dengan batang-batang longerons, batang diagonal dan vertikal. Untuk mengurangi beratnya maka pesawat kecil menggunakan tabung aluminium alloy yang di sambung dengan rivet atau di sekrup menjadi satu bagian yang membentuk kerangka pesawat yang kokoh. Dengan perkembangan teknologi, perancang pesawat melapisi batang-batang truss sehingga pesawat lebih streamline, dan efisien dengan cara  memanfaatkan kulit luar berfungsi mendukung semua atau sebagian dari beban yang ditanggung oleh pesawat bahkan pesawat modern telah menggunakan struktur kulit yang diperkuat yang dikenal dengan nama konstruksi monocoque atau semi-monocoque.

Wing (Sayap), merupakan airfoil yang disambungkan di masing-masing sisi fuselage dan merupakan permukaan yang mengangkat pesawat di udara. Setiap rancangan sayap harus memenuhi kebutuhan dari kinerja yang diharapkan untuk pesawat tertentu, bagaimana sayap dapat membuat gaya angkat (lift). Sayap memiliki fungsi menanggung beban dan melakukan penyeimbangan badan ketika pesawat melakukan perjalanan. Bagian dari sayap yang penting adalah 2 tipe komponen pengendali yang disebut aileron (kemudi guling) dan flap. Aileron (kemudi guling) bekerja dengan gerakan yang berlawanan membuat gaya aerodinamis yang mengakibatkan pesawat dapat berguling ke kiri atau ke kanan. Sedangkan flap biasanya berada di dekat fuselage ke arah luar sampai tengah-tengah sayap. Flap biasanya berada dalam posisi sama dengan permukaan sayap disaat pesawat sedang menjelajah. Namun ketika kecepatan diturunkan untuk melakukan pendaratan, maka flap bergerak dengan arah yang sama ke bawah, untuk menambah gaya angkat sayap pada waktu lepas landas dan mendarat. Sayap mempunyai komponen yang terdiri dari : Spar, Rib, Wire, dan Wing CoverSpar berfungsi menahan Stress (Sharing) dan sebagai Fuel Tank. Rib merupakan bagian dari konstruksi sayap dengan posisi melintang terhadap spar, membentuk airfoil dan berfungsi memberi bentuk, strength & rigidity, menempelnya skin dan menyalurkan stress. Wing Cover adalah komponen penutup sayap yang berfungsi membuat aerodinamika pesawat berada keadaan baik.

Empennage merupakan bagian ekor dari pesawat yang memiliki bagian vertical stabilizer dan horizontal stabilizer. Sedangkan permukaan yang bergerak termasuk rudder, elevator, dan satu atau lebih trim tab. Empennage merupakan satu kesatuan dari horizontal stabilizer yang dapat berputar di pusat engselnya, menyebabkan beban aerodinamis di ekor dan menyebabkan hidung pesawat bergerak naik.

Landing gear/ roda pesawat adalah penopang utama pesawat pada waktu parkir, taxi (bergerak di darat), lepas landas atau pada waktu mendarat, terdiri dari roda dan batang penyangga. Landing gear terdiri dari 3 roda, dua roda utama dan roda ketiga yang bisa berada di depan atau di belakang pesawat. Landing gear yang memakai roda dibelakang disebut conventional wheel. Jika roda ketiga bertempat di hidung pesawat, ini disebut nosewheel, dan rancangannya disebut tricycle gear. Nosewheel atau tailwheel yang dapat dikemudikan membuat pesawat dapat dikendalikan pada waktu beroperasi di darat. Setelah teknologi berkembang, perancang pesawat mulai melapisi batang-batang truss untuk membuat pesawat lebih streamline, dan meningkatkan kinerja.

Skin atau Kulit Pesawat udara pada pesawat modern menggunakan struktur kulit yang diketatkan (stressed) yang dikenal dengan nama konstruksi monocoque atau semi-monocoque. Konstruksi monocoque yang sebenarnya terdiri dari kulit (Skin), former (pembentuk) dan bulkhead (penahan). Former dan bulkhead memberi bentuk pada fuselage. Karena tidak ada kerangka maka kulit haruslah cukup kuat untuk menjaga kepadatan/kekuatan fuselage. Sistem semi-monocoque menggunakan sub-struktur dimana kulit pesawat ditempelkan. Sub-struktur ini, yang terdiri dari bulkhead dan former terbuat dari berbagai ukuran dan kerangka, memperkuat kulit pesawat dengan menyerap sebagian dari gaya beban dari fuselage. Ada pembatas tahan-api di antara bagian belakang mesin dengan kokpit atau kabin untuk melindungi penerbang dan penumpangnya dari api akibat kecelakaan.  Pembatas inilah yang disebut dengan firewall dan biasanya dibuat dari material tahan panas seperti baja. 

Rudder tersambung di bagian belakang dari vertical stabilizer. Selama penerbangan, rudder digunakan untuk menggerakkan hidung pesawat ke kanan dan ke kiri. Rudder digunakan bersama dengan aileron untuk belok selama penerbangan. Sedangkan elevator yang terpasang di bagian belakang horizontal stabilizer digunakan untuk menggerakkan hidung pesawat naik dan turun selama penerbangan. Trim tab berukuran kecil dan bagian yang dapat digerakkan dari trailing edge-nya kemudi. Trim tab yang dapat digerakkan dari kokpit mengurangi tekanan pada kemudi. Trim tab dapat terpasang pada aileron, rudder dan/atau elevator.

Ketersediaan Sumberdaya Peneliti dan Teknologi

Untuk mengetahui pola tegangan ketika pesawat menerima beban lapangan memerlukan peralatan penelitian canggih yang tidak sedikit jumlahnya, antara lain: Actuator, accelerometer, Strain gauge, pressure meter, Pengukur temperatur. Peralatan itu akan bekerja dengan baik jika dioperasikan oleh tenaga ahli yang menguasai bidangnya. Mereka adala tenaga fungsional perekayasa, peneliti dan akademisi yang memiliki disiplin ilmu masing-masing yang harus mampu bekerjasama secara sinergis. Saat menguji CN 235 sekitar tahun 1985-1995, mereka berada dalam usia produktif, mampu bekerja selama  24 jam tiap hari, memonitor proses pengujian tanpa lelah. Seiring berjalannya waktu, peralatan pengujian itu telah mencapai umur tuanya bersama-sama para peneliti, perekayasa dan akademisi yang terlibat dalam pengujian. Kini mereka sebagian besar telah purna tugas. Pemerintah kini sedang meremajakan peralatan pengujian termasuk meregenerasi sumberdaya manusia yang terampil untuk melaksanakan pengujian yang diperlukan. Nama-nama beken seperti Putu M Santika, Gozen S Sitio, Parluhutan Napitupulu, Sahat Manogari Tambunan, Pramandoro, Amir Partowiyatmo, Margono, Sasi Kirono, Dakso dan sebagainya, termasuk Agus Puji Prasetyono sudah tidak dalam formasi siap siaga satu melaksanakan pengujian statis dan dinamis N219. Karena itu penguji yang sekemampuan mereka perlu direkrut dan dimobilisasi mendukung pengujian di atas. Kepada mereka bisa diminta advice tentang apa yang seharusnya dilakukan. Tanpa tenaga terampil, ahli, bermotivasi tinggi, tahan malang, berintegritas termasuk kesiapan peralatan pengujian yang memadai, pengujian kekuatan struktur Pesawat Udara N219 tidak akan pernah terlaksana secara sempurna.

Memerlukan Sinergi antarLembaga

Balai Besar Teknologi Kekuatan Struktur, BPPT yang berada di Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (Puspiptek) diyakini mampu melakukan serangkaian pengujian, baik secara dinamis maupun statis pesawat terbang. Termasuk pengujian Non Destructive Test dan Crack Propogation. Dengan peralatan canggih, terkomputerisasi, dan terintegrasi, maka pengujian dapat diketahui dengan cepat karakteristik statis dan dinamis struktur pesawat terbang.

Laboratorium Aerodinamika Gas dan Getaran (ILST) milik BPPT pun mampu menguji aerodinamik dan mengetahui titik-titik kritis konsentrasi tegangan pada pesawat terbang melalui simulasi uji aerodinamis. Sementara, melalui Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) kemampuan melakukan uji material pesawat dalam NDT secara detail dan akurat patut diapresiasi.

Ada pula peralatan canggih milik Badan Tenaga Nuklir Nasional (Batan), melalui peralatan radiografi serta kemampuan para peneliti, mereka mampu mendeteksi struktur material pesawat yang rumit, terkecil sekalipun.

Mengurai fenomena tentang kekuatan struktur pesawat tidaklah semudah membalik telapak tangan. Selain melibatkan banyak disiplin ilmu, waktu, dan biaya yang besar, hasilnyapun tak mampu melepas dahaga dari segudang pertanyaan tentang kekuatan dan umur pesawat N219, karena Ilmu Pengetahuan dan Teknologi selalu berkembang sesuai jamannya, begitu pula keahlian peneliti, perekayasa dan akademisi.

Marilah kita membangun Indonesia melalui kemampuan kita sendiri, yakini bahwa kita mampu bersaing dengan bangsa-bangsa lain di dunia. Kita mampu membuat, menguji dan menerbangkan pesawat N219 hingga pesawat buatan anak bangsa itu bisa bermanfaat untuk pembangunan. Selamat Berjuang untuk kemajuan Indonesia…. Selamat Berkarya, Tuhan selalu bersama kita… Amin..

Oleh : Agus Puji Prasetyono

Staf Ahli Menteri Riset Teknologi dan Pendidikan Tinggi bidang Relevansi dan Produktivitas