Sebelum masuk ke sekolah penerbang saya sempat bertanya-tanya, bagaimana cara pilot untuk mengetahui kapan waktu yang tepat untuk pesawat mulai turun dari ketinggian jelajah, sehingga pesawat tersebut bisa sampai di landasan tepat waktu. Namun setelah saya masuk sekolah penerbang saya mendapatkan jawaban dari pertanyaan tersebut, dan hal inilah yang mendasari saya untuk membuat tulisan mengenai Descent Gradient ini.

Sebagai pengetahuan awal kita perlu tahu seberapa pentingkah kita mengetahui definisi descent gradient dan rate of descent. Ada beberapa hal penting yang kita perlu kita pahami tentang descent gradient dan Rate Of Descent ini:

• Dengan merencanakan descent sematang mungkin, maka kita akan dapat menghemat bahan bakar. Semakin efisien descent maka semakin sedikit pula fuel yang akan kita gunakan.
• Memastikan ROD sesuai dengan kecepatan perubahan tekanan udara pada kabin. Hal ini mempengaruhi kenyamanan penumpang (karena apabila pesawat turun terlalu cepat maka akan menimbulkan sakit pada telinga karena adanya udara yang terperangkap pada telinga bagian tengah yg memiliki tekanan berbeda dengan tekanan udara di sekitar.
• Memastikan keamanan pesawat. Apabila pesawat memiliki ROD yang terlalu tinggi maka akan menyebabkan stress yang berlebihan pada airframe pesawat. Hal ini karena  di dalam kabin pesawat airliner pada ketinggian jelajah tekanannya lebih besar dari tekanan udara di sekitar pesawat. Akibatnya kabin memuai. Ketika pesawat turun ke ketinggian yang lebih rendah maka tekanan udaranya berangsur-angsur akan semakin tinggi juga dan hal itu menyebabkan kabin untuk berangsur-angsur menyusut juga ke ukuran semula. Dari perubahan ukuran kabin yang secara terus menerus inilah yang dapat menimbulkan metal fatigue. Kelelahan logam.
• Salah satu faktor yang paling penting adalah ketika pesawat sedang approach ke suatu airport, ada aturan tertentu mengenai batas vertical speed untuk masing-masing kategori pesawat, dan dengan mengikuti standard climb gradient maka kita tidak akan melanggar aturan tersebut.

Sekarang setelah mengetahui sebagian dari faktor-faktor yang dipengaruhi oleh Descent Gradient dan Rate of Descent mari kita bahas satu persatu.

Descent Gradient adalah perbandingan antara jarak vertikal ketinggian pesawat waktu turun (altitude to lose) dengan jarak horizontal yang dilalui pesawat. Satuannya biasanya diberikan dalam persen.

Sebagai contoh ketika kita mengikuti Profile view pada Jeppesen chart maka seringkali descent angle yang diberikan adalah 3° dan ketika kita masukkan ke dalam hitungan menggunakan trigonometri maka akan diketahui bahwa dengan menggunakan descent angle 3° maka kita menggunakan descent gradient 5.2% (atau 318 feet/Nm). Angka-angka tersebut bisa kita dapatkan dengan memasukkan ke dalam segitiga siku-siku dan menghitungnya dengan menggunakan rumus sederhana sebagai berikut.

Pada gambar yang telah saya buat di atas bisa dilihat bahwa dengan approach menggunakan descent angle 3° maka akan menghasilkan ketinggian relatif terhadap jarak tertentu.

Pada kasus ini saya gunakan jarak 1 Nm (6076 kaki) agar kita dapat mengetahui dari mana asal angka 300 feet/Nm di paragraf sebelumnya. Jawabannya adalah 300 feet/Nm tersebut berasal dari angka 318 pada gambar diatas. Kenapa ditulis 300 bukan 318? Untuk memudahkan kita dalam menghitung ketika berada di dalam kokpit.

Tapi untuk mendapatkan hasil yang akurat kita dapat menggunakan angka 318 pada saat menghitung.

Lalu apa maksud dari 5.2% descent gradient?

Tan 3° = 0.052= 5.2% descent gradient

Jadi apabila kita mengikuti Profile View pada Jeppesen chart kemungkinan besar kita akan mendapatkan descent dengan Rate of Descent 300 feet/NM yang artinya setiap 1 Nm jarak horisontal yang kita tempuh selama descent kita akan kehilangan ketinggian sebanyak 300 feet.

Namun tidak semua approach chart menggunakan descent angle 3°. Lalu bagaimana cara menentukan berapa descent gradient yang digunakan untuk approach tersebut? Cara yang digunakan tetaplah sama yang berbeda hanyalah angka-angkanya saja. Di bawah ini penulis akan menampilkan tabel yang memuat beberapa descent angle beserta descent gradient dan ROD-nya.

Jadi apabila pada suatu saat kita approach ke suatu airport dan ingin mengetahui descent gradient pada approach tersebut maka ingat-ingatlah tabel di atas.

Beberapa Rule of Thumb

Dari beberapa informasi yang sudah penulis berikan, kita dapat menggunakan rule of thumb yang berasal dari hitungan trigonometri di atas, yang digunakan untuk menentukan Rate of Descent, yaitu :

Digunakan untuk menentukan ROD apabila kita menggunakan descent gradient 5.2% atau 3° Descent Angle. Angka 5 tersebut berasal dari 5.2%, jadi apabila kita ingin mendapatkan hasil yang akurat pada saat menghitung kita dapat menggunakan rumus GS x 5.2.

Apabila kita tidak dapat mengetahui berapa Ground Speed, kita dapat menggunakan True Air Speed untuk menggantikan Ground Speed selama kita dapat maintain TAS kita pada saat descent.

Contoh :

Ground Speed = 130 Kts
Descent Angle = 3°
Rate of Descent ?

Jawab : ROD = GS x 5
= 130 x 5
= 650 feet/minute

Cara lain yang digunakan untuk menentukan ROD pada saat approach adalah sbb :

Contohnya, approach speed dari C172 adalah 80 Kts dan kita ingin mencari vertical speed yang kita butuhkan. Maka langkah pertama adalah angka kecepatan 80 dibagi dengan 2 dikalikan 10. Hasilnya 400. Kemudian cari 10% dari 400 dan tambahkan ke hasilnya dan hasil akhirnya adalah 440 FPM.
Cara ini kemungkinan tidak seberapa dikenal di Indonesia namun di sekolah penerbang penulis yang berada di Filipina kami menggunakan cara ini untuk menentukan ROD pada saat approach.

Rule of Thumb selanjutnya adalah 60 : 1 rule
60:1 rule (60 to 1 rule) merupakan cara lain yang dapat digunakan untuk menentukan ROD. Caranya dengan menentukan berapa Miles per Minute (MPM) kecepatan jelajah kita.

Sebagai contoh, jika approach speed kita adalah 90 Kts, maka untuk menemukan berapa kecepatan MPM maka kita harus membagi speed kita (dalam Knots) dengan 60. Arti dari Knots sendiri adalah Nm per Hour. Sedangkan 1 jam = 60 menit. Maka apabila kita membagi speed kita dengan 60 kita akan dapat Nm per Minute kita.

Mari kita mulai dengan contoh soal sbb :

Present Altitude = 10,000 feet
Target Altitude = 2,000 feet
Approach Speed = 90 Kts
Planned VS = 500 FPM
Distance to start descent?

Jawab :

Speed 90 Kts = 1.5 MPM dari 90kts / 60min 
Alt to lose = 10,000’ – 2,000’ = 8,000 feet
Time = 8,000 feet/(500 ft/min) = 16 min

Distance = Speed x Time
= 1.5 MPM x 16 min
= 24 Nm

Present Altitude = 10,000 feet
Target Altitude = 5,000 feet
Target Distance = 10 Nm
Speed = 120 Kts
Vertical speed?

Jawab :

Altitude to Lose = 10,000’ – 5,000’ = 5,000’
120 Kts = 2 MPM

Time = Distance/Speed 
= (10 Nm)/(2 Miles / min)
= 5min

VS = Altitude/Time
= 5,000feet/(5 min)
= 1,000 feet / min

Ada beberapa Rule of Thumb lain yang berkaitan dengan materi ini, yaitu :

Rule of Thumb untuk mengetahui ketinggian relatif terhadap jarak DME

*angka 3 berasal dari 300 feet/Nm

Ketika kita sedang approach menggunakan Non Precission Approach dan ketika berada pada FAF dan kita ingin mengecek ketinggian kita apakah sesuai dengan glide path, maka kita dapat menggunakan rumus diatas. Sebagai contoh kita berada 10 Nm dari station, maka ketinggian kita seharusnya adalah 10 x 3 = 3000 feet (00 ditambahkan pada hasil). Jadi apabila kita berada pada ketinggian kurang lebih 3000 feet maka kita sudah termasuk berada pada ketinggian aman dan sesuai dengan descent gradient yang menggunakan 3° descent angle.

Rule of Thumb untuk mencari descent angle

Rumus ini digunakan ketika kita hendak melakukan descent namun (kemungkinan) lupa untuk mengikuti TOD yang sudah direncanakan. Contohnya, jika kita terlambat melakukan descent dan kita ingin mengetahui berapa descent angle yang dapat menghantarkan kita. 

Contoh :

Altitude = 10,000 feet
Distance to the station = 18 Nm (1 Nm = 6,076 feet)
= 18 x 6,076
= 109,368 feet
Descent angle?

Jawab :

Descent angle = (Altitude (feet))/(Distance (feet))
= (10,000 feet)/(109,368 feet)
= 0.0914 (lalu setelah ini kita harus mencari nilai dari Tan^-1(0.0914)
= Tan^-1(0.0914) (klik shift pada kalkulator kemudian klik Tan)
= 5.2°

Demikian adalah beberapa hal dan Rule of Thumb yang penulis ketahui tentang Descent Gradient. Akan lebih baik jika kita mengerti rumus-rumus tersebut karena akan sangat membantu ketika kita terbang.

Referensi :
Artikel ilmuterbang.com: Mengenal Descent Gradient
http://www.boldmethod.com/learn-to-fly/navigation/how-the-60-to-1-rule-helps-you-plan-a-perfect-descent/
https://www.youtube.com/watch?v=NBFKm7huIkQ
https://www.youtube.com/watch?v=hDRMMFQEb1U