Kontroversi Sistem Kendali Boeing 737 Max

Hasil penyelidikan awal tragedi jatuhya JT610 membuat Boeing menerbitkan buletin ke operator 737 Max. Buletin tersebut mebahas sistem kontrol yang mungkin menjelaskan profil penerbangan JT610. Sejak publikasi buletin tersebut, yang didasarkan pada temuan awal tim penyelidik, telah berkembang kontroversi seputar Boeing 737 Max dikalangan jurnalis penerbangan.

Sebelum membahas kontoversi 737 Max, ada baiknya kita melihat sepintas teori aerodinamika yang mendasari mekanika penerbangan.

Aerofoil (orang Amerika bilang Airfoil)

Aerofoil yang digunakan di pesawat modern memiliki bentuk yang berbeda dang aerofil tradisional karena memiliki permukaan atas yang datar sehingga sebenarnya lebih pendek adri permukaan bawah. Namun cara kerja aerofoil tetap sama yaitu dengan menyempitkan aliran udara di dekat permukaan atas untuk meningkatkan kecpeatan yang berakibat turunnya tekanan udara (air pressure) dibandingkan deangn sekitarnya (dengan kata lain bernilai negatif terhadap sekitarnya). 

Dalam gambar berikut (kiri bawah) volume zone merah mengahasilkan tekanan negatif -P. Apabila sudut insiden alpha (orang Amerika bilang Angle of Attack AoA) diperbesar, maka volume zona merah akan berkurnag sehingga -P akan semakin bertambah, selama aliran di permukaan atas tetap menempel ke aerofoil. 

Namun pada saat tertentu aliran udara pasca peyempitan tidak dapat menempel sehingga zona -P menghilang yang mengakibatkan aerofoil memasuki zona operasi A, yang biasa disebut sebagai stall. Apabila sudut insiden tetap diperbesar pasca stall, maka vortex akan terbentuk dipermukaan atas sehingga mengembalikan sebagian gaya angkat, zona B.

Perlu dicatat kalau gambar diatas berlaku apabila kecepatan aliran tidak berubah. Selain insiden, gaya angkat dipengaruhi oleh kecepatan aliran udara (kecepatan terbang). Gaya angkat yang sama dapat pula dihasilkan dengan meningkatkan kecepatan. Kecepatan stall (Vstall) adalah kecepatan terendah yang dapat dicapai ketika insiden aerofoil mendekati nilai gaya angkay maksimal. Yang perlu dicatat adalah sudut insiden juga memperbesar luas penampang (Ap) yang sebanding dengan gaya hambat. Akibatnya baik zone stall dan pasca stall akan cenderung untuk memperlambat pesawat terbang.

Mengatasi stall

Stall adalah kondisi berbahaya yang merenggut nyawa sejak masa awal sejarah penerbangan. Oleh karena itu penangulan stall adalah salah stau prosedur kunci yang diajarkan ke pilot. 

Saat stall pesawat terbang berhaluan menengadah (Nose up attitude), gaya hambat yang besar cenderung untuk memperlambat pesawat terbang sehingga dengan mudah mendorong titik operasi lebih jauh ke zona A. Perlu dicatat kalau aliran udara di zone B tidak cukup stabil untuk dipakai bagi kondisi penerbangan normal. SU-35 sekalipun hanya menggunakan zone ini untuk sesaat ketika melakukan manuver Kobra Pugachev.

Mengatasi stall/koleksi pribadi

Prosedur baku untuk mengatasi stall adalah dengan menukikan haluan pesawat (nose down attitude) untuk mencapai dua hal. Pertama, menggunakan gravitasi (g) untuk mempercepat pesawat sehingga meningkatkan gaya angkat. Kedua memperkecil luas penampang dan gaya hambat untuk membantu percepatan. 

Boeing 737 Max Maneuvering Characteristics Augmentation System -- MCAS

Sitem kontol memilki loop tertutup. Dalam sistem tradisonal, pilot adalah penutup loop yang menggunakan data kecepatan dan insiden sebagai masukan untuk memberikan perintah ke sistem kendali. 

Dalam sisem modern yang dipelopori oleh Airbus A320, komputer penerbangan (flight computer) dengan mengunakan algoritma yang berdasarkan pada prinsip aerodinamika diatas sebagai control law memainkan pernan serupa untuk loop kontrol kedua.

sistem kontrol/koleksi pribadi

Untuk 737 Max, Boeing mempekenalkan control law baru yang disebut MCAS yang akan menukikan pesawat secara otomatis apabila sensor insiden (alpha s -- hijau) menunujkan sudut yang terlalu tinggi sementara sensor kecepatan (merah) menunjukan nilai yang mendekati v_stall. MCAS dirancang dengan pendekatkan yang berbeda dari rancangan Boeing sebelumnya. MCAS memiliki autoritas tertinggi yang dapat memutus perintah pilot melalui joystick/yoke (tuas kendali) ke sistem kontrol pesawat terbang. 

Ini adalah kontoversi MCAS yang pertama karena pendekan ini sebelumnya dipakai oleh Airbus sejak A320. Harian Seattle Times (dari kampung halaman Boeing) melaporkan kalau beberapa pensiunan Boeing yang dulunya menduduki posisi senior kurang menyukai pendekatan ini. Selama ini Boeing memberikan kesempatan bagi pilot (biasanya dengan menggerakan yoke secara paksa) untuk mengabaikan komputer apabila terjadi ketidak sepakatan. Dengan kata lain autoritas tertinggi berada di tangan pilot. 

Untuk situasi genting yang nyata pendekatan yang mengutamakan autoritas komputer cukup masuk akal karena komputer yang diprogram oleh insinyur penerbangan akan dapat bertindak lebih rasional daripada manusai yang memiliki beban psikologi di saat genting dan alasan ini masuk akal karena memang sebagian besar musibah penerbangan adalah faktor manusia. Data FDR memang belum dipublikasikan secara penuh, namun buletin Boeing dan pernyataan KNKT seputar sensor menunjukan kalau MCAS mungkin memang bertindak aktif, namun karena memiliki masukan data (entah insiden atau kecepatan -- komentar KNKT yang dikutip BBC terfokus pada sesnsor kecepatan). Apabila ini yang terjadi maka autoritas pilot manusia akan dapat menghindari kecelakaan.

Kontroversi kedua adalah indikasi yang menunujukan kalau MCAS dapat  aktif berulang kali, artinya pilot dapat dikucilkan dari sistem kontrol  untuk periode yang berkepanjangan. Hal ini belum dikonfirmasi oleh  Boeing. Profil penerbangan JT610 yang menunjukan prosedur penaggulangan  stall terjadi beberapa kali, maka ada kemungkinan kalau saat ini pilot  tidak melakukan manuver tersebut. 

Kontroversi ketiga adalah MCAS tidak dipublikasikan, bahkan dalam manual latihan pilot sekalipun, sampai dengan terbitnya buelin pasca musiban JT610. Hal ini mengakibatkan asosiasi pilot di Amerika mengirim protes ke Boeing karena dalam situasi kritis, pilot dapat saja dibuat bingung oleh manuver pesawat terbang. Belum ada reaksi resmi dari Boeing untuk masalah ini.

*****

Saat ini kita hanya berharap apapun hasil penemuan KNKT dan NTSB akan menghasilkan sistem penerbangan yang lebih aman.