SETIAP pesawat terbang mempunyai sampul penerbangan (flight envelope) yang membataskan had operasi yang selamat ketika ia terbang. Keadaan ini merangkumi beberapa parameter kritikal seperti kelajuan maksimum dan minimum, altitud maksimum, sudut serangan (angle of attack atau AOA) dan beban-G (G-force) yang boleh ditanggung oleh pesawat tanpa risiko.
Sekiranya pesawat melampaui had-had ini, ia berisiko mengalami masalah aerodinamik, kehilangan daya angkat atau kerosakan struktur. Oleh itu, juruterbang harus memastikan pesawat sentiasa beroperasi dalam lingkungan sampul penerbangan ini untuk mengelakkan sebarang risiko keselamatan. Setiap pesawat mempunyai sampul penerbangan tersendiri. Oleh itu, kita gunakan pesawat Boeing 737-800 untuk perjalanan dari Kuching ke Kuala Lumpur sebagai contoh bagi memahami pengalaman semasa dalam penerbangan.
Setelah semua penumpang berada di tempat duduk masing-masing, pintu pesawat ditutup bagi membolehkan juruterbang bersedia untuk proses pelepasan. Namun sebelum itu, pesawat akan ditolak ke belakang oleh kereta tunda, menjauhi bangunan terminal untuk memposisikan pesawat ke arah yang sesuai. Proses ini penting untuk memastikan pesawat berada dalam kedudukan di laluan betul sebelum memulakan pergerakan sendiri. Sebaik pesawat berada pada posisi sesuai, kuasa enjin mula ditingkatkan secara bertahap-tahap. Juruterbang perlu memastikan setiap sistem teknikal berfungsi dengan baik ketika pesawat mula bergerak menuju ke landasan pelepasan. Fasa ini memerlukan juruterbang memantau kelajuan dan posisi dengan teliti agar pesawat berada dalam keadaan selamat dan terkawal.
Fasa pelepasan
Sebaik tiba di landasan pelepasan, juruterbang akan diberi kebenaran untuk berlepas oleh pihak trafik udara, setelah semua keadaan persekitaran seperti cuaca dan ruang udara telah dipastikan selamat. Juruterbang kemudian akan meningkatkan kuasa enjin hingga pesawat mula memecut di sepanjang landasan. Ketika pesawat mencapai kelajuan 290 km/j, juruterbang menarik alat kendali untuk mengangkat muncung pesawat yang akan menyebabkan pesawat ‘mengapung’ dan mula meluncur di udara dengan laju, meninggalkan landasan untuk memulakan penerbangan.
Namun sekiranya juruterbang terpaksa membuat keputusan untuk membatalkan proses penerbangan, juruterbang perlu membuatnya sebelum mencapai kelajuan 270 km/j bagi mengelakkan risiko kemalangan. Fasa berlepas ini adalah salah satu bahagian yang paling penting dalam penerbangan, kerana pesawat perlu mengekalkan keseimbangan antara kelajuan, sudut serangan dan daya angkat untuk memastikan pendakian yang stabil dan selamat.
Semasa berlepas, pesawat akan merasai beban-G terutama ketika proses pendakian dan olah gerak (manuver). Beban-G merujuk kepada tekanan graviti yang dirasai oleh pesawat semasa ia membuat olah gerak. Bagi pesawat Boeing 737-800, ia direka untuk menahan beban-G maksimum sekitar+2.5 G hingga -1 G. Keadaan ini bermaksud pesawat boleh menahan tekanan 2.5 kali ganda lebih berat daripada graviti biasa semasa olah gerak, seperti ketika mendaki atau berpusing secara tajam. Beban-G yang lebih tinggi daripada had ini boleh menyebabkan kerosakan pada struktur pesawat.
Dalam fasa berlepas ini juga, juruterbang perlu memastikan sudut serangan (AOA) berada dalam julat yang selamat. Sudut serangan ialah sudut antara aliran udara dan sayap pesawat. Sudut serangan yang betul diperlukan untuk menghasilkan daya angkat yang mencukupi bagi memastikan pesawat dapat terbang mendaki.
Bagi Boeing 737-800, sudut serangan optimum biasanya di bawah 15°. Jika sudut serangan melebihi had ini, pesawat berisiko mengalami pegun (stall), iaitu kehilangan daya angkat yang menyebabkan pesawat tidak dapat terbang dengan stabil.
Altitud pelayaran (cruising altitude)
Pesawat terbang mendaki ke altitud pelayaran iaitu sekitar 10,000 meter dengan kelajuan sekitar 440 km/j kebiasaannya mengambil masa sekitar 15 minit. Pada masa ini, juruterbang perlu mengawal sudut serangan dan kelajuan dengan teliti. Kelajuan yang terlalu rendah boleh menyebabkan pesawat kehilangan daya angkat, manakala kelajuan yang terlalu tinggi boleh menyebabkan beban-G yang berlebihan.
Pada altitud yang lebih rendah, udara lebih tebal, jadi lebih mudah untuk menghasilkan daya angkat. Namun, ketika pesawat mendaki ke altitud yang lebih tinggi, udara menjadi lebih nipis, maka juruterbang perlu menyesuaikan kelajuan dan sudut serangan untuk memastikan pesawat tetap stabil. Tekanan dan suhu di luar pesawat mula menurun dengan mendadak iaitu pada tekanan 26.5 kPa dan suhu -50 °Celsius (°C) di altitud 10,000 meter. Sungguhpun begitu, tekanan dalam kabin diselaraskan setara dengan altitud 2,400 meter iaitu pada 75 kPa dan suhu sekitar 22 °C bagi mengekalkan keselesaan penumpang.
Setelah mencapai altitud pelayaran, pesawat terbang dengan kelajuan sekitar 850 km/j atau Mach 0.79, iaitu hampir dengan 80% daripada kelajuan bunyi. Kelajuan ini membolehkan penggunaan bahan api yang optimum dan mengekalkan kestabilan aerodinamik. Pada altitud ini, pesawat berada di atas persekitaran cuaca yang buruk, oleh itu perjalanan kebiasaannya lebih tenang. Dengan itu, kru kabin dapat menghidangkan makanan kepada penumpang dengan lancar.
Bagi mengekalkan kelajuan dan kedudukan altitud pesawat sepanjang fasa pelayaran, juruterbang akan mengaktifkan kemudi kendiri (autopilot). Walaupun begitu, juruterbang tetap memantau bacaan pada setiap instrumen agar berada dalam keadaan selamat.
Juruterbang boleh memandu pesawat dengan lebih laju tetapi had kelajuan yang mampu pesawat ini tanggung sebelum berlaku kerosakan pada struktur tidak melebihi 940 km/j. Begitu juga, pesawat ini dihadkan untuk berada di bawah altitud 12,500 meter bagi mengelakkan kehilangan daya angkat dan kawalan ke atas pesawat.
Fasa penurunan
Dalam tempoh 20 minit menghampiri Kuala Lumpur, juruterbang akan memulakan proses penurunan dengan mengurangkan kelajuan sekitar 500 km/j. Dalam fasa penurunan ini, mungkin berlaku sedikit gegaran kerana pesawat akan melalui gumpalan awan. Ketika pesawat dalam posisi mendekati landasan lapangan terbang, juruterbang akan mengurangkan kelajuan sekitar 230 km/j dan pada masa sama memanjangkan flap bagi meningkatkan daya angkat pada kelajuan rendah.
Setelah itu, barulah juruterbang akan mengeluarkan alat pendaratan dan meneruskan proses penurunan hingga pesawat mendarat di landasan dengan selamat. Pengalaman perjalanan 1 jam 50 minit ini boleh jadi sangat menarik apabila kita dapat memahami setiap peringkat fasa yang berlaku semasa penerbangan lebih-lebih lagi jika tiada masalah dengan cuaca atau penundaan jadual.
- Penulis memiliki Sarjana Muda Kejuruteraan (Mekanikal-Aeronautik) dari Universiti Teknologi Malaysia (UTM) dan pernah berkhidmat di Hornbill Skyways Sdn Bhd.