Macam-macam Mesin Jet

Seperti yang telah kita bahas pada artikel sebelumnya, mesin jet adalah mesin reaksi yang mengeluarkan fluida jet berkecepatan tinggi pada sisi belakang melalui nozzle sehingga menghasilkan daya dorong ke depan sesuai dengan hukum aksi-reaksi (Hukum Newton Ketiga). Fluida jet yang dihasilkan oleh mesin jet dapat berupa gas maupun air. Mesin jet yang menggunakan fluida gas, pasti di dalam prosesnya terjadi proses pembakaran. Sedangkan untuk mesin jet air, tekanan air dibangkitkan oleh adanya impeler dan exhaust nozzle.
20140409-040755 AM.jpg

Macam-macam Mesin Jet

Mesin jet dapat dikelompokkan menjadi lima macam yakni mesin jet air breathing, non-continuous combustion, roket, water jet, dan jet hybrid. Mesin jet air breathing adalah jenis mesin jet yang menggunakan udara atmosfer sebagai fluida kerja. Roket menyimpan bahan bakar dan udara untuk kebutuhan pembakaran di dalam bodi roket. Water jet adalah mesin jet yang menggunakan air sebagai fluida kerjanya. Sedangkan mesin jet hybrid adalah tipe mesin jet yang menggunakan dua atau lebih konsep mesin jet yang berbeda di dalam satu sistem.

Berikut ini adalah berbagai tipe mesin jet yang termasuk ke dalam empat jenis mesin jet di atas:

Turbojet
Turbojet adalah salah satu tipe mesin jet yang menggunakan konsep turbin gas sebagai prinsip dasarnya. Udara masuk melalui sisi inlet, melewati kompresor, sedemikian rupa sehingga pada sisi keluaran kompresor udara mencapai tekanan tertentu. Udara bertekanan tersebut langsung masuk ke area combustor, dicampur dengan bahan bakar melalui proses pengkabutan, dan diikuti dengan proses pembakaran. Proses pembakaran akan mengakibatkan udara panas berekspansi ke arah turbin. Turbin gas berfungsi untuk mengkonverikan energi panas udara hasil pembakaran menjadi energi mekanik putaran poros. Dan karena turbin dan kompresor didesain berada pada satu poros, maka kebutuhan energi untuk memutar kompresor berasal dari energi putaran poros yang diakibatkan oleh turbin tersebut.
20140326-060158 PM.jpg

Skema Mesin Turbojet
(Sumber)

Sebagian besar energi panas hasil proses pembakaran dikonversikan menjadi gaya dorong mesin jet dengan jalan mengeluarkan udara panas tersebut melewati exhaust nozzle. Exhaust nozzle ini berfungsi untuk mengkonversikan energi panas udara hasil pembakaran, menjadi energi kinetik kecepatan tinggi untuk menciptakan daya dorong ke depan. Untuk lebih memahami prinsip kerja mesin turbojet, silahkan baca artikel berikut.

    Keuntungan: desain yang simpel, sangat efisien untuk kendaraan berkecepatan supersonik.
    Kerugian: tidak efisien untuk kendaraan kecepatan subsonik, suara sangat bising.
    Aplikasi: pesawat jet tempur, kendaraan pemecah rekor kecepatan darat.

Turbofan
Turbofan memiliki prinsip kerja mirip dengan turbojet yang sama-sama menggunakan konsep gas turbin. Yang membedakan antara keduanya adalah digunakannya kipas (fan) berukuran besar yang berada di sisi inlet kompresor. Sama dengan kompresor, kipas juga berada satu poros dengan turbin. Sehingga energi mekanik putaran kipas juga berasal dari turbin gas. Kipas turbofan berfungsi untuk mensupply udara dalam jumlah yang lebih besar ke dalam sistem turbofan, menciptakan aliran udara dengan debit yang tinggi. Sebagian udara ini tidak masuk ke sistem gas turbin, akan tetapi mengalir melewati sisi luar turbofan.
20140404-110622 AM.jpg

Skema Mesin Turbofan
(Sumber)

Udara panas hasil pembakaran turbin gas, akan keluar melewati exhaust nozzle dan menciptakan daya dorong. Akan tetapi daya dorong terbesar mesin ini justru tercipta dari aliran udara yang tidak melewati sistem turbin gas. Hal ini dikarenakan sekalipun kecepatan aliran udara ini tidak terlalu besar, namun debit udara yang besar akan menciptakan gaya dorong yang lebih besar daripada gaya dorong yang dibangkitkan oleh sisi turbin gas. Sistem ini menghasilkan efisiensi yang lebih baik untuk kecepatan di bawah kecepatan suara (subsonik).

    Keuntungan: lebih efisien untuk digunakan pada kecepatan subsonik, suara tidak sebising mesin turbojet.
    Kerugian: desain yang lebih kompleks karena menggunakan dual-cassing, lebih berpotensi terjadi serangan es pada sisi inlet mesin, bobot yang lebih berat karena terkadang membutuhkan ukuran sudu kipas yang besar.
    Aplikasi: sangat umum digunakan pada pesawat-pesawat terbang komersial.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *