Ketika Anda naik pesawat, mungkin Anda jarang memikirkan cara kerja mesinnya. Namun, mesin itulah yang memungkinkan 700.000 pon logam dan penumpang melaju di udara dengan kecepatan hingga 80% dari kecepatan suara. Jadi, bagaimana mesin turbofan bekerja? Mari kita jelajahi lebih dalam.
Prinsip Dasar
Mesin jet, atau yang sering disebut turbin gas, bekerja dengan cara menyedot udara ke bagian depan mesin menggunakan kipas. Udara tersebut kemudian dikompresi, dicampur dengan bahan bakar, dibakar, dan dikeluarkan dari belakang mesin untuk menciptakan dorongan (thrust).
Itu adalah penjelasan dasar. Sekarang, mari kita bahas bagian-bagian mesin jet dan proses yang terjadi di dalamnya.
Bagian-Bagian Mesin Jet
Di antara empat jenis utama mesin turbin, turbofan adalah jenis yang paling umum digunakan pada pesawat komersial modern.
1. Kipas (Fan)
Kipas adalah bagian pertama dari turbofan dan terlihat jelas saat Anda melihat bagian depan mesin jet.
- Material: Bilah kipas biasanya terbuat dari titanium untuk kekuatan dan daya tahan.
- Fungsi: Kipas menyedot sejumlah besar udara. Sebagian udara diarahkan ke inti mesin (tempat pembakaran terjadi), sedangkan sisanya, yang disebut bypass air, mengalir di luar inti mesin melalui saluran khusus.
Udara bypass ini memiliki beberapa fungsi:
- Memberikan tambahan dorongan.
- Mendinginkan mesin.
- Mengurangi kebisingan mesin dengan menyelimuti udara panas yang keluar dari mesin.
Faktanya, pada turbofan modern, sebagian besar dorongan dihasilkan oleh udara bypass.
2. Kompresor (Compressor)
Kompresor berada di bagian pertama inti mesin dan berfungsi untuk memampatkan udara.
- Mekanisme: Menggunakan serangkaian bilah berbentuk aerofoil yang berputar, disebut axial flow compressor. Udara bergerak sejajar dengan poros mesin.
- Tahapan: Setiap tahap terdiri dari bilah putar (rotor) dan bilah statis (stator). Rotor mempercepat udara, sementara stator meningkatkan tekanan udara dengan mengonversi energi rotasi menjadi tekanan statis.
3. Ruang Bakar (Combustor)
Ruang bakar adalah tempat terjadinya pembakaran bahan bakar.
- Proses:
- Udara dari kompresor diperlambat oleh diffuser, membuatnya lebih mudah dinyalakan.
- Swirler menciptakan turbulensi agar udara lebih mudah bercampur dengan bahan bakar.
- Injektor bahan bakar menyemprotkan bahan bakar untuk dicampur dengan udara.
- Proses pembakaran terjadi di liner, dengan bantuan pengapian dari igniter (mirip busi pada mobil).
Setelah pembakaran dimulai, proses ini biasanya berlangsung secara mandiri tanpa memerlukan igniter lagi, kecuali dalam kondisi tertentu seperti cuaca buruk.
4. Turbin (Turbine)
Turbin terdiri dari serangkaian bilah yang mirip dengan kompresor, tetapi fungsinya adalah mengambil energi dari udara panas berkecepatan tinggi yang keluar dari ruang bakar.
- Fungsi: Turbin berputar dan menggerakkan poros yang menghubungkan kipas serta kompresor di depan mesin, memungkinkan siklus berulang.
5. Nozel (Nozzle)
Nozel adalah saluran knalpot di bagian belakang mesin.
- Proses: Udara panas berkecepatan tinggi dikeluarkan dari nozel, menghasilkan dorongan yang mendorong pesawat ke depan, sesuai dengan Hukum Ketiga Newton: “Untuk setiap aksi, ada reaksi yang setara dan berlawanan arah.”
- Pengendalian Kebisingan: Beberapa mesin memiliki mixer di nozel untuk mencampur udara bypass dengan udara panas yang keluar, mengurangi kebisingan.
Kesimpulan: Mencapai Keajaiban Udara
Mesin jet menghasilkan dorongan luar biasa dengan cara menyedot udara, memampatkannya, membakarnya dengan bahan bakar, dan mengeluarkannya kembali dengan kecepatan tinggi. Teknologi ini tidak hanya efisien dalam penggunaan bahan bakar tetapi juga memungkinkan kita menjelajahi dunia dengan kecepatan luar biasa.
Jadi, lain kali Anda naik pesawat, luangkan waktu sejenak untuk berterima kasih kepada para insinyur yang telah menciptakan mesin canggih ini, yang memungkinkan Anda terbang mendekati kecepatan suara dengan nyaman.
