Apa itu Flight Recorder? Populer dikenal sebagai Black Box (Kotak Hitam)

Flight recorder (rekaman penerbangan) adalah alat yang sangat penting bagi penyelidik dalam mengidentifikasi faktor – faktor yang menyebabkan terjadinya kecelakaan pesawat terbang. Rekaman penerbangan tersebut biasanya terdiri dari dua kotak (box) tersendiri yaitu (1) The cockpit Voice Recorder (CVR) dan (2) Flight Data Recorder (FDR). Rekaman penerbangan (flight recorder) ini lebih dikenal oleh masyarakat sebagai “Black Box” (Kotak Hitam). Namun demikian, pada kenyataannya bagian luar kotak rekaman penerbangan tersebut di cat dengan warna orange terang dan berbahan reflektif untuk memudahkan dalam proses pencarian box tersebut saat terjadi kecelakaan pesawat terbang. 

Berikut ini penjelasan ringkas tentang Flight Recorder (FDR)

The Cockpit Voice Recorder (CVR)

CVR mungkin lebih tepatnya di namakan sebagai “perekam audio di kokpit” karena data yang dikumpulkan jauh lebih banyak dari sekedar suara pilot dan kopilot. Pada kenyataanya, CVR merekam seluruh suara di area cokpit. Hal ini termasuk merekan percakapan krew pesawat, transmisi radio, aural alarm, control movement, switch activation, suara mesin dan suara airflow. 

CVR model baru (modern) dapat merekam informasi selama sekitar 2 jam terakhir. Rekaman data terbaru menimpa data yang paling lama pada alat perekam (endless loop principle).

Umumnya CVR berukuran 16 cm x 12,5 cm x 32 cm dengan berat 4,5 kg.

Sekitar 80 % kecelakaan pesawat melibatkan faktor manusia. Yang berarti performa krew pesawat mempengaruhi peristiwa kecelakaan tersebut. Sehingga CVR seringkali memberikan informasi berharga kepada para penyelidik kecelakaan atas mengapa kecelakaan tersebut terjadi.

The Flight Data Recorder (FDR)

FDR merekam parameter penerbangan. Jumlah data yang terekam bervariasi tergantung dari usia dan ukuran pesawat. Namun persyaratan minimumnya adalah untuk merekam lima group parameter dasar penerbangan, yaitu : pressure altitude, indicator airspeed, magnetic heading, normal acceleration dan microphone keying. Microphone keying (pencatatan waktu penggunaan transmisi radio oleh krew pesawat) di rekam untuk melihat kesesuaian data FDR dengan informasi di CVR.

Persyaratan minimum ini telah diterapkan sejak tahun 1960 – an. Saat ini pada pesawat jet modern, kemampuan perekaman FDR telah jauh meningkat. Pesawat tersebut telah dilengkapi dengan FDR yang dapat merekam ratusan hingga ribuan parameter meliputi seluruh aspek operasional pesawat.

FDR menyimpan 25 jam terakhir data operasional pesawat. Dan seperti CVR, FDR juga beroperasi dengan endless loop principle. Karena FDR memiliki durasi perekaman yang lebih panjang daripada CVR maka FDR sangat berguna sebagai bahan penyelidikan kecelakaan atau insiden. 

Umumnya FDR berukuran 16 cm x 12,7 cm x 50 cm dengan berat 4,8 kg.

FDR seringkali memberikan informasi kepada para penyelidik tentang apa yang terjadi selama urutan kejadian kecelakaan dan peristiwa – peristiwa yang mengarah pada terjadinya kecelakaan tersebut.

Data storage (Media perekaman)

Evolusi alat perekam mulai dari menggunakan foil, photographic, magnetic wire, magnetic tape, solid state (chip komputer). Solid state flight data recorder (SSFDR) mulai banyak digunakan pada tahun 1990–an. Yang dimaksud “solid state” adalah penyimpanan data di dalam memory semikonduktor atau Integrated Circuit (IC). CVR solid state terbaru merekam informasi audio digital ke dalam memory chips.  FDR solid state merekam informasi data digital ke dalam memory chip. SSFDR dapat menyimpan lebih dari 700 parameter atau 7 kali lebih besar dari kemampuan perekaman data menggunakan magnetic tape (pita magnetik). Dengan teknologi ini, perekaman suara juga meningkat yaitu perekaman bisa dilakukan secara digital dan waktu perekamannya juga meningkat hingga 2 jam.

Penggunaan  memory solid state memberikan penghematan biaya bagi operator penerbangan. Hal ini karena Perekaman digital solid state tidak memiliki moving part, lebih kecil dari alat perekaman sebelumnya, lebih ringan dari alat perekaman tape analog, menggunakan lebih sedikit energi, tidak memerlukan perawatan terjadwal atau overhaul dan data yang di peroleh lebih mudah di unduh setiap saat untuk membantu memonitor performa pesawat atau digunakan dalam inspeksi perawatan terjadwal atau rutin.

Data tersebut dapat menunjukkan bagaimana performa pesawat tersebut atau apakah perlu ada alat penerbangan yang perlu di ganti. Dengan demikian penerbangan dengan pesawat terbaru dapat lebih aman dan dapat diandalkan.

Rekaman pesawat (flight recorder) umumnya terletak di bagian ekor pesawat, karena berdasarkan pengalaman kerusakan pesawat lebih sedikit terjadi di area ini saat kecelakaan. Yaitu pada saat terjadinya impact (tabrakan), bagian belakang pesawat akan bergerak lebih lambat (dibandingkan kecepatan tabrakan pada bagian depan pesawat) sehingga alat perekaman tersebut lebih mungkin selamat.

The Underwater Location Beacon (Suar Lokasi Bawah Air - ULB)

Pada masing masing alat perekam (CVR dan FDR) anda dapat melihat objeck kecil berbentuk silinder terpasang pada salah satu sisinya. Walaupun ia juga dapat berfungsi sebagai handle (pegangan) unit FDR, objek silinder ini sebenarnya “beacon” atau suar lokasi bawah air (The Underwater Location Beacon - ULB) untuk membantu menemukan black box (kotak hitam) setelah pesawat jatuh ke air. The Underwater Location Beacon bertenaga baterai untuk membantu memudahkan pencarian “black box” di bawah air.

Ketika ULB tenggelam di dalam air, ia akan mulai memancarkan sinyal akustik yang dapat diterima dan dapat diubah menjadi sinyal audio oleh perangkat penerima (receiver). ULB kadang disebut juga sebagai “Pinger” berdasarkan suara sinyal audio yang diciptakan oleh perangkat penerima (receiver). 

Suar (ULB) mengirimkan sinyal ultrasonik yang tidak dapat di dengar oleh telinga manusia namun dapat di deteksi oleh sonar dan alat pencari lokasi akustik. Terdapat sensor (submergence – sensor aktif jika alat terendam air) pada sisi beacon yang berbentuk seperti mata sapi (bull’s eye). Ketika air menyentuh sensor ini maka otomatis mengaktifkan suar dan langsung memancarkan signal. 

Suar Lokasi Bawah Air - ULB harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

Nominal frekuensi operasional : 37,5 KHz

Ukuran (umumnya)         : 9,95 cm x 3,3 cm 

Operating depth                 : 0 -  6.096 meter (20.000 feet)

Aktif otomatis oleh kontak dengan air tawar maupun air laut

Daya hidup operasional minimal 30 hari. Output sinyal akustik akan menurun seiring menurunnya daya voltase baterai. ULB masih mungkin di deteksi setelah 60 hari atau lebih namun jarak deteksinya akan menurun.

ULB hanya dapat di deteksi oleh perangkat penerima (receiver) di bawah permukaan air. Jarak deteksi maksimum ULB umunya 2 – 3 km, namun hal ini bergantung dari :

• Level output sinyal akustik ULB
• Sensitivitas perangkat penerima (receiver)
• Apakah ULB tertimbun tertimbun reruntuhan (misal reruntuhan bagian pesawat dan lumpur)
• Tingkat kebisingn lingkungan sekitar (keadaan laut, kapal – kapal, hewan laut, atau saluran pipa gas dan minyak)
• Gradasi suhu air
• Kedalaman antara ULB dan perangkat penerima

Saat FDR ditemukan, ia biasanya di simpan dalam kontainer berisi air dingin yang menyerupai kondisi lingkungan alat perekaman tersebut saat ditemukan sampai kemudian dipindahkan ke area di mana FDR bisa di bongkar dengan aman.

Ketahananan Flight Data Recorder (Crashworthiness)

Alat perekaman pesawat di rancang untuk selamat dari benturan pada kecepatan tinggi dan tahan api. Namun demikian ia tidak kebal dan kadang rusak juga. Alat perekam tersebut di desain untuk menjamin keselamatan data (daripada alat perekamanan itu sendiri) dari kecelakaan pesawaat. Media penyimpanan data (tape atau microchip) di sematkan di dalam kontainer yang tahan benturan dan tahan api.

Dalam banyak kasus, bagian yang selamat dari kecelakaan adalah Crash Survival Memory Units (CSMU) dari FDR dan CVR. Sedangkan bagian lainnya rusak. The CSMU berbentuk silinder besar yang dibautkan ke bagian datar dari alat perekam. CSMU ini di buat agar tahan panas ekstrem, tabrakan yang kuat dan tahan tekanan tinggi.

Ada tiga lapisan CSMU yang di desain untuk menginsulasi (menyekat) dan melindungi tumpukan memory board yang menyimpan data digital. Lapisan tersebut adalah sebagai berikut : (urutan dari bagian dalam ke bagian terluar)

1. Aluminium Housing (Casing Aluminium).

Lapisan tipis aluminium yang mengelilingi kartu memori (memory card)

2. Insulasi (penyekat) tahan suhu tinggi.

Material silika kering setebal 1 inchi (2,54 cm) untuk memberikan perlindungan atas suhu tinggi. Yang membantu melindungi memory cards dari api setelah kecelakaan pesawat terjadi.

3. Shell (cangkang) stainless steel.

Material silika kering disimpan dalam cangkang (shell) stainless steel setebal 0,25 inchi (0,64 cm). Titanium juga dapat digunakan sebagai material alternatif cangkang tersebut.

Testing CSMU

Untuk memastikan kualitas dan kemampuan bertahannya (survivability) black boxes, pihak pabrikan menerapkan berbagai test atas CSMU tersebut. Patut di ingat hanya bagian CSMU yang perlu selamat dari kecelakaan pesawat. Sehingga jika penyelidik memperoleh CSMU tersebut maka mereka dapat mengambil informasi yang diperlukan. Untuk mengetesnya, data dimasukkan dalam setiap memory board di dalam CSMU unit, setelah dilakukan serangkaian pengetesan, data di dalamnya di review untuk menentukan apakah ada data yang rusak atau hilang selama pengetesan.

Ada beberapa test yang dilakukan atas CSMU, yaitu :

1. Crash Impact. CSMU harus selamat menghadapi benturan (impact) dengan tekanan sebesar 3.400 G (gaya gravitasi) untuk mensimulasikan besarnya gaya gravitasi yang di alami oleh alat perekam saat terjadi kecelakaan.
2. Pin Drop. CSMU harus selamat dari Pin drop test (uji ketahanan CSMU terhadap penetrasi (tusukan)), yaitu test dengan menjatuhkan pin seberat 500 pound (227 kg) dari ketinggian 10 feet (3 meter) ke sumbu atau poros (axis) yang paling rapuh dari silinder CSMU.
3. Static Crush. CSMU harus selamat dari test tekanan yang kuat yaitu pemberian tekanan sekitar 5.000 pounds PSI selama 5 menit yang diterapkan pada ke enam sumbu atau poros (axis) utama CSMU.
4. Fire Test. CSMU harus selamat dari terpaan api (fireball) dengan suhu sekitar 2.000 fahrenheit (1.100 derajat celcius) selama minimal 1 jam.
5. Deep Sea Submersion. CSMU harus selamat saat di tempatkan dalam tanki air laut (salt water) bertekanan tinggi selama 24 jam.
6. Salt Water Submersion. CSMU harus selamat di tempatkan di air laut selama 30 hari.
7. Fluid Immersion. Berbagai komponen CSMU di test dengan dimasukkan ke dalam berbagai cairan yang ada di pesawat seperti bahan bakar jet, pelumas, cairan kimia pemadam kebakaran, dll. CSMU harus selamat saat di expose dengan berbagai cairan tersebut.

Bagaimana data penerbangan di rekam :

• Parameter pesawat di rekam sebagai kode binary dasar (1 dan 0)
• Format datanya menggunakan standar ARINC
• Parameter apa yang direkam ditentukan oleh DFDAU, tidak oleh alat perekam tersebut.

Data penerbangan dapat dipresentasikan dalam bentuk Spreadsheet, chart grafis dan animasi

Animasi 3D 

Langkah berikutnya adalah menciptakan animasi tiga dimensi terintegrasi dengan menggunakan software khusus untuk keperluan penyelidikan kecelakaan pesawat. Dengan sumber data yang di peroleh dari CVR, FDR, alat perekaman radar di darat, laporan saksi mata, komunikasi petugas trafik udara dan analisa reruntuhan atau puing pesawat, dll. Maka dapat di buat animasi komputer dari peristiwa kecelakaan pesawat tersebut. Penyelidik dapat memvisualkan attitude pesawat, instrument reading, power setting dan karakteristik pesawat lainnya.

Animasi 3D dapat membantu tim investigasi memvisualkan momen terakhir sebelum terjadi hingga terjadinya kecelakaan pesawat. Animasi tersebut dapat merekonstruksi apa yang dilakukan pesawat tersebut pada waktu – waktu tertentu sebelum dan saat terjadinya kecelakaan pesawat.

Teknologi telah membuat animasi 3D ini akurat dan detail (Animasi 3D hanya dapat di buat setelah data diverifikasi sebagai data akurat). Data grafis  yang ditampilkan memperlihatkan data penerbangan yang sama seperti yang di alami oleh pilot di dalam cokpit. Misalnya data instrumen pilot seperti control stick, kontrol kemudi, tachometer, altimeter, indikator posisi horizontal (HIS), airspeed indicator, electronic flight instrument system (EFIS), primary flight display (PFO) dan electronic centralized air monitor (ECAM).

Selain dari sisi pandang pilot di kokpit, Animasi 3D juga dapat menampilkan animasi video dari sisi pandang dari luar pesawat atau dari sisi jalur penebangan.

Lebih dari 100 parameter penerbangan dapat ditampilkan dalam animasi sehingga dapat memberikan gambaran yang jelas tentang apa yang terjadi.

Manfaat animasi 3D adalah :

• Membantu mengasimilasi sejumlah besar data penerbangan
• Menempatkan rangkaian data sesuai urutan waktu kejadiannya
• Menghubungkan data dari alat perekam pesawat dengan data di darat
• Mencocokkan data FDR dengan data lain seperti CVR audio, data radar dan saksi mata
• Sebagai alat analisa untuk operasional penyelidikan
• Membantu menjelaskan peristiwa kecelakaan pesawat kepada orang lain yang tidak mengerti dunia penerbangan.
• Sebagai alat latihan, evaluasi dan edukasi bagi pilot dan professional dunia penerbangan lainnya.

Referensi :

Black box flight Recorders, Fact Sheet, Australian Transport Safety Bureau.

Session 9, Flight Recorder, Seminar on Aircrfaft Accident Incident, 11-15 AUGUST 2014, Singapore Aviation Academy

Flight Data Recorders: Built, Tested to Remain Intact After a Crash, By Peter Ashford, Avionics News, Maret 2010

Flight Data Recorders, By Tony Bailey, Built to Survive, Avionics News,  Januari 2006

The Evolution of Flight Data Analysis, Neil A. H. Campbell