- F-35C untuk operasi kapal induk CATOBAR Angkatan Laut AS harus memastikan tailhook menangkap arresting wire saat pendaratan, tetapi desainnya gagal dalam uji awal tahun 2011 di Lakehurst NAS
- Posisi hook dan keterbatasan ruang di dalam badan pesawat sudah sangat ketat, dan model dinamika wire yang gagal memprediksi perilaku wire nyata memperparah kegagalan
- Saat ban lebih dulu menekan wire hingga rebah rendah ke dek, hook gagal menangkap wire dan malah melewatinya, lalu memantul naik dengan percepatan sudut lebih besar dari perkiraan hingga merusak peralatan instrumentasi
- Redesain menghasilkan damper yang lebih kuat, lateral limiter yang ditingkatkan, peralatan instrumentasi yang lebih kokoh, serta hook shoe berbentuk scoop yang menangkap wire rendah dengan cara seperti menyendok
- Dalam uji arrestment off-center tahun 2016 dengan persenjataan eksternal terpasang, masalah pengaturan FLOLS memicu pendaratan dengan laju turun tinggi, dan setelah itu program secara resmi menghentikan pelacakan off-center dan wire-only arrestment
F-35C dan kegagalan tailhook awal
- F-35C adalah varian F-35 Joint Strike Fighter untuk kapal induk CATOBAR yang dioperasikan Angkatan Laut AS
- CATOBAR berarti Catapult Assisted TakeOff, Barrier Assisted Recovery
- Dalam metode ini, pesawat diluncurkan dengan ketapel uap atau elektromagnetik, lalu saat mendarat menangkap arresting wire dengan tailhook
- Hook disimpan di dalam bay yang ditutup clamshell door saat terbang
- Dikendalikan secara elektronik dan digerakkan secara hidraulik
- Desain awal tidak bekerja sesuai kebutuhan dalam uji nyata
- Uji carrier suitability yang sesungguhnya dimulai pada musim panas 2011 di Lakehurst NAS
- Setelah uji kompatibilitas Jet Blast Deflector, pengujian berlanjut ke tailhook
- Tony “Brick” Wilson menyaksikan sebagian besar pengujian di Lakehurst, tetapi tidak pernah melihat hook menangkap wire
Mengapa hook gagal menangkap wire
- Seorang teknisi instrumentasi pada 6 November 2010, hari CF-01 tiba di Pax, memprediksi akan terjadi bolter karena hook terlalu pendek, terlalu dekat dengan roda, dan bentuk hook shoe tidak sesuai
- Titik hook berada pada jarak sedikit di atas 7 kaki dari pusat poros landing gear utama
- Ruang di dalam badan pesawat sangat sempit sehingga ruang gerak perancang untuk menyesuaikan desain sangat terbatas
- Desain disesuaikan dengan model komputer yang mensimulasikan perilaku arresting wire, tetapi dalam uji nyata prediksinya tidak sesuai
- Belakangan, dalam pekerjaan verification and validation (V&V) simulasi F-35, ia mendengar bahwa model dinamika wire yang diberikan Angkatan Laut tidak pernah melalui V&V dengan benar, tetapi ia juga menegaskan bahwa ia tidak mengetahui hal itu secara pasti
- Akibatnya, model tersebut menghasilkan desain yang tidak bekerja
Perilaku wire yang terungkap dalam uji nyata
- Dalam pendaratan arrestment, ban landing gear utama atau nose gear pesawat lebih dulu mengenai wire
- Benturan ini menimbulkan gelombang pada wire
- Gelombang bergerak menjauh dari ban
- Selama pesawat terus bergerak maju, gelombang merambat ke dua arah sepanjang wire, dan wire umumnya menjadi rebah rata di dek
- Model memprediksi bahwa pada tahap berikutnya wire akan memantul naik dari dek
- Wire nyata tetap rendah, dan hook justru melompati wire
- Kecepatan hook memantul balik ke arah badan pesawat begitu besar sehingga tim uji sempat mencurigai accelerometer hook up-swing rusak, tetapi kemudian dipastikan instrumennya normal
- Tim uji Lakehurst berulang kali melakukan roll-in arrestment dengan kecepatan yang makin rendah, tetapi tetap gagal
- Bahkan pada hari pesawat dilarang terbang karena masalah IPP, mereka tetap mencoba pada kecepatan lambat
- Hook terus memantul naik dengan percepatan sudut besar, dan peralatan instrumentasi tailhook yang rapuh pun rusak
- Pada Agustus 2011, pekerjaan membereskan kabel yang rusak dan mengkalibrasi berulang kali sensor posisi rotasi tailhook berlanjut hingga larut malam
- Setelah Hurricane Irene mengarah ke Lakehurst, pesawat kembali ke PAX, dan periode uji yang penuh frustrasi itu pun berakhir
Redesain dan masalah keandalan yang tersisa
- Redesain hook menjadi tak terelakkan
- Diterapkan hold down damper yang jauh lebih kuat
- Ditambahkan damper baru untuk upstroke
- Lateral limiter ditingkatkan
- Dipasang peralatan instrumentasi yang tidak rusak setiap kali arrestment dilakukan
- Hook shoe juga diubah menjadi bentuk yang lebih mudah menangkap wire yang rebah rendah
- Bentuk baru itu lebih mirip scoop yang menyendok wire
- Profil hook lama dibandingkan dalam warna biru, profil baru warna merah, dan arresting cable warna ungu
- Pada 2013 ada rekaman hook berhasil bekerja, tetapi masalah belum berakhir di sana
- Insinyur lapangan itu meninggalkan program F-35 pada pertengahan 2012 karena urusan pribadi dan kembali kurang dari dua tahun kemudian ke pekerjaan yang sama, sehingga ia tidak menyaksikan langsung kejadian tahun 2013
- Setelah itu, masalah juga terus muncul pada bearing tempat pitch pivot pin dipasang
- Pin seharusnya mampu bertahan minimal 25 kali arrestment, tetapi pin sleeve rusak hanya dalam 1–2 kali karena galling
- Galling adalah keausan akibat gesekan saat logam bergesekan, sehingga material dari satu permukaan berpindah ke permukaan lain
- Di dalam pin/sleeve itu ada sensor posisi yang secara langsung memberi tahu control room tentang posisi sudut hook selama pengujian, dan karena sering diganti, waktu pekerjaan tailhook CF-03 pun meningkat besar
- Rekayasa shift malam lebih berfokus pada dukungan penerbangan, pemecahan masalah, dan pemeriksaan awal instrumentasi untuk uji keesokan hari ketimbang rapat
- Instrumentasi tailhook, launch bar, dan landing gear CF-03 membutuhkan banyak pengelolaan sehingga sering kali satu orang khusus menangani CF-03 saja
- Mereka menemukan cara agar penggantian pitch pivot pin tidak memerlukan kalibrasi ulang sensor posisi rotasi synchro
- Kalibrasi baru membutuhkan proyek instrumentasi baru dan display check, sehingga bisa memakan waktu beberapa hari
Arrestment off-center tahun 2016 dan berakhirnya pengujian
- Pada 2016, CF-03 menjalankan uji tailhook paling menantang di Lakehurst
- Uji dilakukan dengan seluruh persenjataan eksternal terpasang, tetapi AIM-9X di stasiun sayap luar dikecualikan karena membutuhkan modifikasi struktur sayap
- Sasaran pengujian mencakup off-center arrestment
- Pada hari mendung bulan Mei 2016, dilakukan upaya arrestment sejauh mungkin dari centerline
- Insinyur lapangan melihat layar status instrumentasi, audio uji, dan video dari dalam MITS (Mobile Instrumentation/Telemetry System), sebuah mini control room bergerak buatan Navy
- F-35C biasanya datang untuk mendarat dengan hidung terangkat sekitar 11–13 derajat
- Dalam pendekatan itu, pesawat datang hampir datar sambil turun cepat
- Ia mengira akan mendengar seruan “WAVE OFF” dari rekan pilot yang bertugas sebagai Landing Signal Officer di darat, tetapi itu tidak terdengar
- F-35 menyentuh tanah dengan ketiga roda secara bersamaan, memantul dari landasan, lalu menyentuh landasan lagi
- Pilot tetap mempertahankan kendali, naik kembali ke udara, lalu berkata lewat radio, “Lightning seven three is airborne, going back around”
- Hasil peninjauan data menunjukkan pendaratan itu setara dengan menjatuhkan F-35C dari ketinggian 20 kaki karena laju turun yang sangat tinggi
- Pesawat menyentuh hampir sepenuhnya datar, dengan angle of attack hanya 2 derajat
- Penyebabnya adalah FLOLS (Fresnel Lens Optical Landing System) yang sedang digunakan tidak dikonfigurasi dengan benar
- Pilot mengira ia terbang di atas glide slope, padahal sebenarnya jalurnya terlalu curam, dan LSO menyadarinya terlalu terlambat
- Pesawat di-impound oleh crew chief, dan pekerjaan dilarang sampai formal inspection criteria dibuat
- Keesokan harinya datang email berisi lebih dari 200 langkah inspeksi yang hanya berlaku untuk hardware instrumentasi
- Teknisi dan insinyur lain juga menerima daftar inspeksi tebal mereka masing-masing
- Inspeksi memakan waktu 3 hari, dan dipastikan bahwa landing gear baru dibutuhkan
- Penggantian tidak bisa dilakukan di Lakehurst, tetapi pesawat masih cukup kuat untuk sekali lepas landas dan mendarat lagi sehingga pesawat kembali ke PAX
- Program kemudian secara resmi menghentikan pelacakan off-center arrestment dan wire-only arrestment, dan dengan itu pengujian tailhook pun berakhir
1 komentar
Komentar Hacker News
Saya penulisnya. Saya sama sekali tidak menyangka tulisan ini akan naik ke HN; ini hanya cerita praktik engineering yang saya bagikan
Dalam rentang waktu itu, rasanya begitu jauh sampai-sampai orang bisa lulus SMA, meraih gelar, bahkan menikah. Saya juga penasaran bagaimana kontinuitas dipertahankan selama waktu sepanjang itu. Di software, kalau proyek lewat 6 bulan saja rasanya sudah ingin dibuang dan ditulis ulang
Atau memang semua tailhook semacam itu dirancang khusus karena ada alasannya masing-masing?
Saya suka mendengar cerita tentang tantangan engineering seperti ini. Media suka memperlakukan iterasi desain semacam ini seolah-olah menjadi bukti bahwa F-35 terlalu dibesar-besarkan atau lebih buruk daripada jet tempur lama, tetapi menurut saya ini adalah inovasi dan percobaan baru
Meski kadang gagal, pada akhirnya ini adalah proses untuk menghasilkan jet tempur yang luar biasa. Hanya saja, tetap ada rasa sayang bahwa seandainya kita hidup di dunia yang tidak membutuhkan jet tempur baru, waktu dan upaya seperti ini bisa diinvestasikan untuk hal-hal damai
Seperti ditunjukkan tulisan itu, bahkan sesuatu yang tampak sederhana seperti hook pun membutuhkan pekerjaan luar biasa banyak. Unsur-unsur lain bisa jauh lebih rumit untuk diselesaikan. Kalau ingatan saya benar, integrated power package[1] F-35 juga menjadi sumber cukup banyak masalah. Namun pengembangan seperti itulah yang memungkinkan bobot airframe dikendalikan, dan pada akhirnya membuat jet tempur STOVL supersonik seperti F-35B menjadi mungkin
Setiap kali komentator berkata, “Itu bodoh, tinggal lakukan begini saja!”, saya merasa terganggu. Kalau memang semudah itu, sejak awal itu bukan masalah
Saya memahami perasaan soal kenyataan bahwa jet tempur baru memang dibutuhkan. Setidaknya sebagian dari kemajuan engineering seperti ini juga bermanfaat bagi sektor sipil. Contoh bagusnya C-5 Galaxy; proses pengembangannya menyakitkan, tetapi berujung pada pengembangan mesin TF-39 yang inovatif, yang kemudian menjadi CF6 dan dalam jangka panjang menggerakkan banyak pesawat penumpang yang sukses
[1] https://www.defenseadvancement.com/feature/3-aircraft-system...
Misalnya, hook awalnya memiliki shoe yang terlalu mengarah ke atas sehingga tidak bisa menangkap wire. Para engineer merancangnya berdasarkan model simulasi yang cacat, dan personel uji di lapangan langsung tahu bahwa itu tidak akan berhasil begitu melihatnya. Bahkan ketika saya menunjukkan fotonya kepada pasangan saya yang bukan engineer, komentar pertamanya adalah “arahnya tidak benar”
https://the-engi-nerd.github.io/posts/welcome/images/clipboa...
Anda bisa melihat desain awal (biru) dan desain revisi (merah)
https://the-engi-nerd.github.io/posts/welcome/images/clipboa...
Saya penasaran apa maksudnya “program secara resmi memutuskan untuk tidak lagi melacak arrested landing yang melenceng dari centerline dan arrested landing wire-only”
Apakah itu berarti F-35C harus mendarat hampir tepat di tengah agar hook bisa tersangkut dengan benar? Lalu apa itu “wire only”? Bukankah semua arrested landing di kapal induk hanya memakai wire?
Biasanya salah satu caranya adalah mencoba arresting pada posisi yang sangat melenceng dari centerline. Dalam kasus ini, gaya pengereman bekerja jauh lebih kuat di satu sisi. Cara lainnya adalah membuat hook menangkap wire saat roda pesawat belum menyentuh dek; ini membuat pesawat menghantam dek dengan sangat keras
Setelah insiden ini, mereka menilai maksud dari rencana pengujian sudah cukup tercapai
Selain itu, pesawat berinstrumen yang mampu melakukan arresting juga terbatas. Program hanya memiliki dua unit, dan salah satunya didorong sampai batasnya
Menurut saya setiap engineer pernah sekali tersengat karena peralatan uji yang rusak, dan setiap senior engineer pernah sekali tersengat karena tidak memercayai peralatan uji yang sebenarnya berfungsi dengan benar
Bacaan yang menyenangkan
Saya membacanya dengan senang, dan menantikan tulisan berikutnya. Dulu saya adalah mekanik Harrier, dan selama berdinas pada 2002–2007 saya sangat sering diberi tahu bahwa saya akan belajar merawat F-35B, tetapi tentu saja itu tidak pernah benar-benar terjadi
Jadi, sebagai mantan mekanik dan insinyur saat ini, saya ingin mendengar lebih banyak cerita pengembangannya
Saya merasa relate dengan bagian: “Para insinyur yang menghemat waktu dan uang program hanya karena kemalasan murni—tidak mau membuat format XML baru untuk proyek instrumentasi. Sepertinya kemajuan dunia memang terjadi kira-kira seperti ini”
Saya pernah bekerja di bidang medis, fintech, dan periklanan, dan melakukan hal yang sama di ketiga bidang itu. Rasanya sejauh ini saya sudah menulis atau men-debug parser XML dalam 20 bahasa demi menghindari mendapatkan kesepakatan soal format baru
Tulisan yang bagus. Pada masa itu saya mengerjakan IFLOLS sebagai software engineer baru
Setelah meninggalkan pemerintahan dan bekerja di beberapa startup perangkat lunak, saya merindukan rekayasa dunia nyata seperti ini
Karena kapal induk baru punya ketapel elektromagnetik yang keren, saya sempat berpikir bagaimana kalau memakai pengereman regeneratif seperti mobil hybrid. Itu bisa mengisi ulang akumulator ketapel dan menghemat banyak energi
Tentu saja saya bercanda
Ada cerita sampingan menarik tentang F-35C. Pada saat dipesan dan dirancang, tidak ada pesawat yang bisa mengangkut mesin pengganti ke kapal induk, bahkan setelah dibongkar. Mesin itu tidak muat di C-2 Greyhound, yang terlihat seperti kelalaian yang cukup aneh
Mesin itu muat di varian CMV-22B dari Osprey, tetapi saat ini varian tersebut sedang dilarang terbang, dan setahu saya juga muat di CH-53K King Stallion. Namun pesawat-pesawat seperti itu belum ada sampai baru-baru ini
Sebagai koreksi, maksud saya bukan C-2 tidak bisa membawa mesin pengganti secara umum, melainkan mesin F-35 tidak muat sehingga tidak bisa dibawa
Pertama, ada pesawat CTOL yang bisa mengirimkan mesin pengganti untuk pesawat. Namun mesin pengganti F-35 tidak bisa karena diameter bilah kipasnya besar. Angkatan Laut AS dulu menggunakan C-2 Greyhound untuk misi seperti ini, tetapi fuselagenya terlalu kecil dan pesawat itu sedang dipensiunkan. Pernah ada pembicaraan untuk mengubah sebagian S-3B yang sudah dipensiunkan menjadi pesawat angkut kapal induk (COD) dengan fuselage yang lebih lebar agar bisa menampung F135, tetapi itu tidak dilanjutkan. https://archive.ph/20150209193642/http://www.defensenews.com...
Kedua, ada banyak helikopter yang bisa mengangkut mesin pengganti F-35, termasuk Boeing Sea Knight. https://en.wikipedia.org/wiki/Boeing_Vertol_CH-46_Sea_Knight Menurut saya, Angkatan Laut AS tidak ingin bergantung pada helikopter konvensional karena jangkauannya yang relatif pendek
Ada satu hal yang menarik perhatian saya. Kalau mengikuti uraian ini, tailhook tampaknya sejak awal tidak mungkin bekerja dalam kondisi nyata. Blog itu mengatakan model komputer yang digunakan pabrikan keliru
Kalau begitu, apakah itu berarti pabrikan tidak menguji perangkat keras di lapangan? Kalau iya, itu menakutkan