Analisis Pemilihan Bahan, Bentuk, dan Proses Black Box

I. Pengertian. Kotak hitam adalah sekumpulan alat yang digunakan pada pesawat terbang untuk menyimpan semua data aktivitas selama penerbangan. Kotak itu terdiri dari tiga lapisan untuk menyediakan jenis perlindungan yang berbeda pada media perekaman. Shell terluar merupakan kasus yang terbuat dari baja dikeraskan atau titanium dirancang untuk bertahan dampak kerusakan intens dan tekanan. Lapisan kedua adalah sebuah kotak isolasi sementara yang ketiga adalah sebuah blok termal untuk melindungi terhadap kebakaran berat dan panas. Black box dikemas dalam Crash Survivable Memory Unit (CSMU) yang dibuat untuk mampu bertahan pada suhu yang sangat extrem panas, impact yang besar dan perubahan pressure yang drastis. Umumnya, kotak hitam disimpan di bagian buntut pesawat dan mempunyai kemampuan self-eject serta mudah dideteksi oleh sonar atau radar. Black Box juga dilengkapi dengan Under Water Locator Beacon, untuk dapat diketahui lokasinya apabila tenggelam di laut. Alat ini mampu mengeluarkan sinyal dan kedalaman 14.000 kaki (4.267m) maksudnya bila di dalam air, kotak ini akan memancarkan sinyal ketika terguncang karena benturan. Sinyal inilah yang bisa ditangkap radar untuk menunjukkan lokasi pesawat. Namun, kekuatan sinyal terbatas. Biasanya sampai seminggu sebelum menghilang. II. Fungsi. Instrument perekam data penerbangan atau FDR (Flight Data Recorder) dan perekam percakapan pilot atau CVR (Cockpit Voice Recorder). Mampu merekam pembicaraan antara pilot & pemandu lalu lintas udara (ATC) serta untuk mengetahui tekanan udara & kondisi cuaca selama penerbangan. Warna Jingga (orange) untuk memudahkan pencarian jika pesawat itu mengalami kecelakaan. III. Kondisi lingkungan Pemasangan black box sendiri mendapat perlindungan maksimal, yaitu berada pada ekor pesawat, yang biasanya terakhir menyentuh tanah ketika jatuh seluruh bagian depan pesawat merupakan wilayah berbahaya bagi KOTAK HITAM. Material kotak hitam ini dikondisikan atas asumsi-asumsi kondisi jatuhnya pesawat, misal : - Jika terbakar, maka harus tahan pada suhu tinggi, sehingga chasing black box harus tahan pada suhu 1100 derajat celcius selama 1 jam atau api yang membakar sebesar 260 celcius selama 10 jam. - Tahan pada tekanan dan benturan, hal ini berkaitan dengan kondisi pesawat yang terbang dan dipengaruhi gravitasi, misalnya saja saat jatuh pada ribuan meter di dasar laut. - Saat jatuh di laut, tahan terhadap tekanan air laut, dan dapat berada di dalam air asin selama 1 bulan - Pemakaian dalam waktu yang cukup lama dan cukup mahal maka harus tahan korosi, terutama jika terkena air asam. - Mampu bertahan di kedalaman laut yang asin terkena berbagai cairan serta tekanan 3400x gravitasi selama 6,5 detik. - Mampu tahan pada tekanan air sedalam 20.000 kaki. IV. Material. 4.1 Baja stainless steel. Baja tahan karat mempunyai sifat yang berbeda baik dengan baja karbon maupun dengan baja paduan rendah yang mana sangat mempengaruhi sifat sifat mampu lasnya. Komposisi kimia dan sifat-sifat mekanik, serta sifat fisik maupun dengan baja paduan rendah yang mana sangat mempengaruhi sifat sifat mampu lasnya. Paduan utama dari baja tahan karat Cr atau Cr dan Ni dengan sedikit tambahan unsure lain seperti Mo, Cu, dan Mn. Dari sifat fisiknya yang menunjukkan bahwa koeffisien muainya kira-kira 1,5 kali baja lunak, maka dalam pengelasan baja tahan karat akan terjadi perubahan bentuk yang lebih besar. Stainless steel itu tahan karat, sehingga membuat logam ini menjadi tahan lama dan ini juga berarti efisiensi biaya buat Anda, tahan terhadap perubahan suhu, oleh karena itu logam inipun dapat diandalkan meskipun diluar ruangan, mudah difabrikasi. Logam ini ini juga mudah untuk dimodifikasi guna berbagai kepentingan, bahan yang kuat, estetik dan higenis. Baja stainless merupakan baja paduan yang mengandung minimal 10,5% Cr. Sedikit baja stainless mengandung lebih dari 30% Cr atau kurang dari 50% Fe. Karakteristik khusus baja stainless adalah pembentukan lapisan film kromium oksida (Cr2O3). Lapisan ini berkarakter kuat,tidak mudah pecah dan tidak terlihat secara kasat mata. Lapisan kromium oksida dapat membentuk kembali jika lapisan rusak dengan kehadiran oksigen. Pemilihan baja stainless didasarkan dengan sifat-sifat materialnya antara lain ketahanan korosi, fabrikasi, mekanik, dan biaya produk. Penambahan unsur-unsur tertentu kedalam baja stainless dilakukan dengan tujuan sebagai berikut : 1) Penambahan Molibdenum (Mo) bertujuan untuk memperbaiki ketahanan korosi pitting dan korosi celah. 2) Unsur karbon rendah dan penambahan unsur penstabil karbida (titanium atau niobium) bertujuan menekan korosi batas butir pada material yang mengalami proses sensitasi. 3) Penambahan kromium (Cr) bertujuan meningkatkan ketahanan korosi dengan membentuk lapisan oksida (Cr2O3) dan ketahanan terhadap oksidasi temperatur tinggi. 4) Penambahan nikel (Ni) bertujuan untuk meningkatkan ketahanan korosi dalam media pengkorosi netral atau lemah. Nikel juga meningkatkan keuletan dan mampu bentuk logam. Penambahan nikel meningkatkan ketahanan korosi tegangan. 5) Unsur aluminium (Al) meningkatkan pembentukan lapisan oksida pada temperature tinggi. V. Hubungan Bahan, Fungsi dan Proses. 5.1 Pengaruh Pada Bahan : Austenit mempunyai sifat mampu las yang sangat baik, namun karena pengelasan itu akan berdampak pada kerusakan/ timbulnya korosi serta dapat mengurangi tingkat kekuatan maupun kekerasan dari stainless steel itu sendiri maka akan lebih baik menghindari proses tersebut, karena chasing black box perlu bahan yang kuat dan keras. 5.2 Segi manufaktur : Stainless steel Austenitik hanya bisa dikeraskan melalui pengerjaan dingin. Selain itu juga, austenitik mempunyai kemampuan mengelas yang sangat bagus (semua proses), kemampuan membentuk, kemampuan pembuatan dan sifat kenyal yang sangat bagus. 5.3 Sifat Bahan. 5.3.1 Sifat Fisis : - Tahan pada suhu tinggi (sampai 1394oC). - Tahan pada suhu rendah/ tidak mudah rapuh. - Stainless steel bukan konduktor yang baik (panas dan listrik). - Sebagian varietas dari stainless steel memiliki permeabilitas magnetis, mereka sangat tertarik terhadap magnet. 5.3.2 Sifat Mekanis : - Kekuatan tinggi di lingkungan suhu tinggi dan bersifat cryogenic. - Ketangguhan dan sifat mampu potong yang cukup baik. - Keuletan tinggi. Ini berarti dapat dengan mudah dibentuk atau bengkok atau digambar dalam bentuk kabel. - Tensile strength 805 Mpa. - Tegangan Luluh (Yield strength) 385 Mpa. - Elongation 55 %. - Kekerasan 185 BHN. 5.3.3 Sifat Kimia : - Mempunyai struktur kubus satuan bidang (face center cubic). - Ketahanan korosi tinggi. - Tersusun dari campuran 16-20% kromium, 7-22%wt nikel, dan nitrogen. - Tidak bisa teroksidasi dengan mudah. Perbandingan berbagai tipe stainless steel : Jenis Stainless Steel Respon Magnet Ketahanan Korosi Metode Hardening Ke-liat-an (Ductility) Ketahanan Temperatur Tinggi Ketahanan Temperatur Rendah Kemampuan Welding Austenitic Tdk Sgt Tinggi Cold Work Sgt Tinggi Sgt Tinggi Sgt Tinggi Sgt Tinggi Duplex Ya Sedang Tidak ada Sedang Rendah Sedang Tinggi Ferritic Ya Sedang Tidak ada Sedang Tinggi Rendah Rendah Martensitic Ya Sedang Q & T Rendah Rendah Rendah Rendah Dari semua pertimbangan diatas, maka material yang paling cocok untuk chasing black box adalah Stainless steel austenit. Grafik pengujian keandalan dari stainless steel austenit : 5.4 Proses Pembuatan Chasing. • Pelat Stainless steel dibuat dengan proses rolling, dimana untuk satu chasing dibutuhkan 3 pelat. • Pelat stainless steel yang sudah terbentuk, untuk mendapatkan kekuatan yang lebih dilakukan pengerjaan dingin (cold working). Keuntungannya : Increase hardness and strength, good in machinability,good in tolerance, better surface roughness. Dengan toleransi 0,05-0,2 mm dan kekasaran permukaan 0,4-1,6 µm. • Pelat yang sudah kuat sesuai standar, setelah itu dibentuk menjadi chasing dengan menggunakan mesin press sehingga terbentuk balok tanpa tutup. • Pelat dibuat lubang pada keempat sisinya dengan menggunakan mesin boring. • Pelat yang sudah dilubangi kemudian dilakukan proses penyambungan dengan mur-baut, hal ini dikarenakan untuk menghindari proses pengelasan karena proses pengelasan dapat mengakibatkan crack pada berbagai tempat, bisa center crack, transverse crack, maupun microcrack yang dapat mengurangi kekerasan dan kekuatan. 5.5 Pengujian Chasing. Setelah proses pembuatan black box selesai dilakukan, tahap selanjutnya yaitu melakukan serangkaian pengujian. Berikut adalah proses-proses pengujiannya : a. Black box ditembak dengan meriam. b. Ditusuk dengan menggunakan batang baja tipis. c. Dijatuhi beban 2270 kg dari ketinggian 10 kaki atau 3m dari atas tanah. d. Dimasak dalam 1100oC. e. Di tenggelamkan di bawah 6000 m dalam satu bulan di laut. http://static.websimages.com/v586a42a/active-static/target/ui/images/filemanager/gen_doc_icon.png