ENGINE OPERATION

Engine Operation ialah mesin yang beroperasi untuk menghasilkan suatu gerakan.ada banyak diantaranya yaitu Turbojet, Turbofan (Turbojet + Fan), Turboprop (Turbojet + Propeller), Turboshaft (Turbojet + Shaft), Ramjet, Turbo Ramjet, Roket, Turbo Roket dan lain - lain. Dimana semua tipe mesin di atas berbeda dalam beroperasi tentunya. Nah AeronauticaLovers, kali ini saya akan sharing sedikit tentang Turbojet, Turbofan, Turboprop dan Turboshaft.

Turbojet 

Diagram Kerja Mesin Turbojet

Turbojet adalah mesin jet yang paling awal,mesin ini banyak diaplikasikan pada pesawat tempur  karena mampu menghasilkan kecepatan lebih dari mach 1 atau diatas kecepatan suara walaupun sebagian kecil mesin jet generasi awal belum mampu mencapai mach satu tetapi diera sekarang mesin jet sudah mampu menghasilkan kecepatan melebihi kecepatan suara. Contoh pesawat yang menggunakan mesin turbojet adalah Northrop F-5 yang dimiliki TNI Angkatan Udara.  Pabrik pembuatnya antara lain Roll Royce,General electric,dan lain-lain. 

F-5 Tiger Menggunakan Mesin Turbojet

Perkembangan mesin jet dimulai pada tahun 1930an oleh seorang insinyur dari Inggris yang bernama Frank Whittle yng harus bekerja di gedung tua milik Angkatan Udara Inggris yang bermarkas di Farnborough, Hampshire. Penggunaan mesin jet pertamanya WU1 pada tahun 1937. Di Jerman Hans von Ohain dan Ernst Heinkel merancang mesin jet yang sama dan digunakan pada tahun 1939 untuk pesawat Heinkel He178. Pada tahun 1950 dimulailah penerbangan pesawat jet komersial. Orang bisa melakukan perjalanan dengan lebih cepat, perjalanan dari London sampai Sidney dapat ditempuh kurang dari dua hari. Termasuk cepat untuk ukuran waktu itu. Perbaikan kualitas terus dilakukan dilakukan terus dilakukan oleh pabrikan selain kapasitas produksinya ditambah akibat meningkatnya permintaan pasar akan pesawat terbang komersial.
Pesawat jet komersial yang paling terkenal adalah Boeing 747, yang memulai penerbangannya tahun 1970. Keberadaan pesawat produksi Boeing mendapat saingan berat dari Airbus, pabrikan pesawat konsorsium negara-negara Eropa. Produksi pesawat berbadan lebar yang terbaru dari Boeing adalah 787 Dream Liner, sedangkan Airbus meluncurkan A380.

Prinsip Kerja Turbojet
Dari gambar bagian-bagian mesin turbo jet di atas, prinsip kerja dari mesin turbo jet adalah sebagai berikut:

• Udara segar masuk melalui saluran udara (air inlet).
• Udara yang masuk kemudian dikompresi (ditekan) saat melewati sirip kompresi (sirip yang bergerak/compressor blade) dan sirip diam (stator blade). Udara bertekanan tinggi ini dicampur dengan bahan bakar sehingga terjadi ledakan di ruang bakar yang menghasilkan daya dorong ke depan melalui daun turbin (turbines blades) yang letaknya di belakang ruang bakar (combustor).

Prinsip Kerja Mesin Turbojet

Nah, bagaimana sudah ada bayangan kan bagaimana Mesin Turbojet beroperasi. Buat AeronauticaLovers yang ingin mengetahui lebih lengkap tentang Turbojet bisa download PDF-nya disini.

Turbofan

Diagram Kerja Mesin Turbofan

Turbofan adalah turunan mesin turbojet,komponennya sama dengan mesin turbojet tetapi yang membedakan adalah mesin turbofan ditambahkan fan (kipas) di depan inletnya. Kelebihan mesin jenis ini adalah lebih efisien dari segi tenaga yang dihasilkannya karena gaya dorong/thrust yang dihasilkan bukan hanya dari pembakaran tetapi juga thrust dingin (cold thrust)  dari fan yang dibypass pada engine atau dengan kata lain udara bypass/cold air adalah udara yang  tidak ikut terbakar dalam ruang pembakaran. Pesawat yang memakai mesin ini rata-rata adalah pesawat penumpang seperti  Boeing 737,747,Airbus A-320 dan lain-lain.Untuk pesawat tempur adalah Sukhoi Su-27, F-22 Raptor,F-16 dan lain-lain tetapi engine turbofan untuk pesawat tempur memiliki bypass ratio yang lebih kecil daripada engine turbofan yang digunakan untu pesawat penumpang. Pabrik pembuatnya antara lain Roll Royce,General electric,CFM,Lyulka Saturn,dan lain-lain. 

Mesin Turbofan Roll Royce Trent-500

Prinsip Kerja Turbofan 
Airflow(udara) masuk kedalam blade (low pressure compresor) atau kita sebut LPC dan dikompres kembali oleh blade yang lebih kecil ukurannya (high pressure compresor) atau kita sebut HPC,masuk ke ruang pembakaran (combustion chamber) dan diberi ignition sampai suhu atau temperatur tinggi baru lah disemprot oleh fuel. Karena terjadi pembakaran maka berubahlah energi kimia menjadi energi dorong. Energi dorong yang dihasilkan ini mendorong high pressure turbin (HPT) yang terhubung langsung dengan HPC sehingga HPC dapat berputar kembali. Energi dorong tersebut juga mendorong low pressure turbin (LPT) yang terhubung langsung dengan LPC. Dan sisa nya merupakan tenaga dorong pesawat.

Prinsip Kerja Mesin Turbofan

Nah, bagaimana sudah ada bayangan kan bagaimana Mesin Turbofan beroperasi. Buat AeronauticaLovers yang ingin mengetahui lebih lengkap tentang Turbofan bisa download PDF-nya disini.

Turboprop

Diagram Kerja Mesin Turboprop

Turboprop adalah turunan dari mesin turbojet bedanya pada turboprop di depannya diberi baling-baling (propeller). Kelebihan mesin ini adalah efisiensi tenaga yang dihasilkan cukup tinggi dan pesawat yang menggunakan turboprop tidak membutuhkan landasan yang panjang untuk tinggal landas. Tenaga yang dihasilkan dari mesin turboprop adalah 85 % dari propellernya dan 15 % dari gas panas yang dibuang ke exhaust. Pesawat yang menggunakan turboprop adalah Hercules C-130, Airbus A-400 Military,N-250,Antonov An-140,dan lain-lain. Pabrik pembuat mesin turboprop adalah Pratt & Whitney Canada,General electric,Roll Royce,dan sebagainya.

Mesin Turboprop Airbus A400M

Prinsip Kerja Turboprop
Dalam bentuk yang paling sederhana turboprop terdiri dari intake, kompresor, ruang bakar, turbin, dan mendorong nozzle. Udara ditarik ke dalam intake dan dikompresi oleh kompresor. Bahan bakar ini kemudian ditambahkan ke udara dikompresi dalam ruang bakar, di mana campuran bahan bakar-udara kemudian combusts. Pembakaran gas panas memperluas melalui turbin. Beberapa kekuatan yang dihasilkan oleh turbin digunakan untuk menggerakkan kompresor. Sisanya ditularkan melalui pengurangan gearing untuk baling-baling. perluasan lebih lanjut dari gas terjadi di nozel mendorong, di mana gas buang dengan tekanan atmosfer. Nozel mendorong menyediakan proporsi yang relatif kecil dari dorongan yang dihasilkan oleh sebuah turboprop.

Prinsip Kerja Mesin Turboprop

Nah, bagaimana sudah ada bayangan kan bagaimana Mesin Turboprop beroperasi. Buat AeronauticaLovers yang ingin mengetahui lebih lengkap tentang Turboprop bisa download PDF-nya disini.

Turboshaft

Mesin Turboshaft

Turboshaft adalah mesin turbojet yang ditambahkan shaft. Shaft dalam bahasa Inggris artinya sumbu,tapi shaft pada mesin artinya material poros/material sumbu yang digunakan sebagai penghubung, bisa ke propeller,ke mesin pabrik,dan lain-lain. Untuk lebih paham gambarannya bisa lihat pada gambar. Turboshaft banyak digunakan pada berbagai macam fungsi. Orang penerbangan menggunakan turboshaft untuk mesin helikopter, teman-teman kita di perminyakan menggunakan turboshaft untuk pompa minyak, teman kita di perkapalan menggunakan turboshaft untuk hovercraft dan mesin kapal laut yang menggunakan mesin gas turbin. Tetapi di sini kita akan membahas turboshaft untuk penerbangan khususnya helikopter yang menggunakan mesin turboshaft,bukan helikopter bermesin piston. Turboshaft dan turboprop masih bersaudara,mereka memiliki persamaan dan juga perbedaan. Daya yang dihasilkan kedua mesin tersebut sama-sama dinyatakan dalam satuan tenaga kuda (Horse Power),kalau turboshaft namanya satuan dayanya SHP (Shaft Horse Power),berbeda dengan mesin yang lain  yaitu turbojet dan turbofan yang menggunakan besaran thrust dengan satuan newton. Mesin turboprop kan turbojet + propeller (baling-baling) dan Turboshaft pada helikopter sama-sama pakai baling-baling,lalu apa perbedaannya antara turboprop dengan tuboshaft? Kenapa mesin pesawat hercules disebut turboprop sedangkan mesin helikopter Kamov-52 disebut turboshaft padahal sama-sama pakai baling-baling. Kita lihat gambar dibawah ini : 

Simplenya,Turboprop baling-balingnya terletak di  depan mesin, kalau turboshaft ada yang di depan dan ada juga yang shaft atau material porosnya terletak dibelakang mesin tergantung kegunaannya. Turboprop didesain untuk langsung dihubungkan dengan propeller (baling-baling) ,kalau turboshaft tidak langsung dihubungkan dengan baling-baling,Kalau di helikopter letak baling-balingnya di atas karena shaft mesinnya di hubungkan dengan connecting perpendicular shaft ( batang penghubung yang tegak lurus) atau kalau orang maintenance menyebutnya transmisi,jadi shaft yang lurus kebelakang/kedepan disambungkan dengan shaft tegak lurus yang mengarah keatas untuk menggerakkan baling-baling helikopter. Kesimpulannya turboprop langsung dihubungkan dengan baling-baling (propeller),kalau turboshaft tidak langsung dihubungkan dengan baling-baling.
Prinsip kerja dari turboshaft engine juga hampir sama dengan turbojet engine. Engine ini di gunakan pada helikopter. Pada turboshaft engine, terdapat shaft yang terhubung dengan turbin. Shaft ini menghubungkan ke main rotor atau baling-baling pada helikopter. Rotor pada helikopter mempunyai penampang berbentuk airfoil.

Diagram Kerja Mesin Turboshaft