Pesawat
terbang, adalah salah satu obyek yang selalu menarik untuk disimak.
Kali ini kita akan melihat perkembangan salah satu "organ vital" pesawat
terbang yaitu mesin pendorong yang berjenis mesin Jet atau dalam dunia
penerbangan biasa disebut
Aircraft Power Plant
Mengapa
disebut sebagai "organ vital" tentu saja…mesin Jet ini ibarat organ
jantung pada manusia yang berfungsi mengatur denyut nadi, juga tekanan
darah, yang secara umum pada akhirnya menentukan kelangsungan hidup
manusia itu sendiri.
Apabila jantung manusia berhenti,
maka seluruh kegiatan kehidupan yang ditunjang olehnya juga akan
berhenti. Begitupun dengan mesin pesawat terbang. Apabila mesin itu mati
karena suatu hal, maka secara umum sistem internal di dalam pesawat itu
akan terancam kelangsungan hidupnya. Hal ini disebabkan karena mesin
itu menyediakan fungsi sistem-sistem
internal yang ada di dalam pesawat terbang tersebut. Sistem apa sajakah itu?
Sistem-sistem tersebut adalah Sistem Kelistrikan (Electrical System), Sistem Hidrolis (Hydraulic System), Sistem Tekanan Kabin (Pressurization System), Sistem Kendali Pesawat Terbang (Flight Control System), serta sistem-sistem sekunder lain yang ada dalam pesawat terbang.
Roda
pendarat sangat tergantung dengan adanya Sistem Hidrolis ini.Penumpang
di dalam pesawat terbang sangat tergantung dengan keberadaan sistem
tekanan kabin, agar dapat bernapas dengan leluasa serta normal seperti
layaknya diatas daratan.
Sang penerbang pun sangat
tergantung dengan sistem kelistrikan, supaya alat navigasi, alat
komunikasi, serta alat-alat penunjuk lain dapat diandalkan. Sehingga
dapat dibayangkan seandainya mesin pesawat terbang tersebut berhenti
bekerja, maka semua sistem diatas akan berhenti juga. Itulah sebabnya
mesin pesawat terbang mempunyai peran sebagai "organ vital".
Dahulu
saat pesawat terbang berhasil dibuat oleh Wright bersaudara,
satu-satunya tenaga penggerak dan pendorong adalah mesin sederhana yang
menggerakkan baling-baling.Baling-baling itu lalu menimbulkan daya
dorong (thrust), yang didukung oleh profil tertentu sayap pesawat, sehingga menimbulkan gaya angkat (lift ). Gabungan dari daya dorong dan gaya angkat itulah yang membuat pesawat terbang mampu mengudara seperti yang kita lihat.
Tentunya dua gaya itu harus lebih besar dari dua gaya "lawannya", yaitu gaya berat (weight) dan hambatan(drag).
Seiring berjalannya waktu, mesin berbaling-baling dirasakan tidak
mencukupi lagi kebutuhan manusia untuk dapat menikmati pesawat terbang.
Hal ini disebabkan pesawat berbaling-baling (Propelled Aircraft)
memiliki keterbatasan dalam hal ketinggian jelajah, pemborosan bahan
bakar, jarak tempuh, serta waktu tempuh penerbangan. Para insinyur
penerbangan ingin membuat pesawat terbang yang mampu menjelajah pada
ketinggian yang optimal sekaligus menghemat bahan bakar, memanfaatkan
massa udara yang sedikit untuk dimampatkan lalu menghasilkan daya dorong
yang spektakuler, serta mampu menempuh jarak yang cukup jauh dengan
waktu tempuh yang pendek. Terdengar hampir mustahil memang. Namun, para
insinyur penerbangan bersungguh-sungguh ingin mewujudkan keinginan itu.
Untuk memenuhi "ambisi" ini, maka dibuatlah mesin Jet.
Prinsip Prinsip Daya Dorong Jet
Apa
arti Jet sebenarnya? Darimana konsep Jet itu berasal? Siapakah manusia
pertama yang menemukannya? Jet artinya pancaran atau semprotan.Konsep
reaksi Jet pertama kali dipercaya oleh para ilmuwan dari sebuah alat
permainan di negeri Romawi kuno yang dikenal dengan sebutan Hero's Engine.
Alat permainan ini dipercaya dibuat pada masa 120 tahun SM. Alat ini
menggambarkan bahwa gaya/momentum (berupa uap) yang dikeluarkan oleh
mulut Jet itu mampu menghasilkan reaksi yang sama besar dengan daya
dorong Jet itu sendiri.Kedua Jet kecil itu memancarkan tekanan yang
berakibat kedua Jet itu bergerak berputar putar. Kemudian hasilnya Hero's Engine-pun berputar oleh dorongan kedua Jet itu.
Ilmuwan Fisika terkenal, Sir Isaac Newton juga merumuskan dalam hukumnya yang ketiga, hukum Aksi dan Reaksi. Hukum
itu menyatakan "Setiap gaya yang beraksi pada suatu benda, akan
menghasilkan reaksi gaya yang berlawanan arah yang sama besarnya". Dari
sinilah para insinyur penerbangan memulai bekerja menciptakan suatu
Mesin Jet yang menjadi tenaga pendorong pesawat terbang.
Tahun
1913 seorang insinyur Perancis bernama Rene Lorin, mematenkan sebuah
konsep Mesin berdaya dorong Jet. Tetapi ini ternyata barulah sebuah
teori, karena pada masa itu belum ada manufaktur atau produsen yang
mampu membuat mesin Jet yang berdasar pada teori ini, meskipun saat ini
ternyata Ram Jet (salah satu metoda mesin Jet modern) menggunakan konsep Lorin ini.
Tahun
1930 Frank Whittle dipercaya telah mematenkan karyanya, yaitu sebuah
mesin gas turbin yang menghasilkan daya dorong Jet. Tetapi inipun masih
berupa teori juga. Mesin gas turbin ini baru selesai sebelas tahun
kemudian olehnya melalui uji terbang terlebih dahulu.Konsep mesin gas
turbin bertipe Turbo Jet buatan Frank Whittle ini kelak dipakai oleh salah satu manufaktur Mesin Jet terkemuka di dunia yaitu Rolls-Royce Welland.
Beberapa Metoda Daya Dorong Jet
Semua
jenis mesin Jet sebetulnya sama. Yaitu sama-sama dihasilkan dari bahan
bakar dicampur udara yang telah dimampatkan lalu dibakar, sehingga
menghasilkan energi berupa daya dorong untuk terbang. Perbedaannya
hanyalah pada "cara memasak" bahan bakar plus udara dan pembakarannya
saja. Cara memasak diatas disebut Metoda. Beberapa Metoda itu adalah Ram Jet,Pulse Jet,Rocket,Gas Turbine,Turbo/Ram Jet atau Turbo Rocket.
Masing
masing metoda daya dorong Jet diatas memiliki keunggulan dan
kekurangan sendiri-sendiri.Tergantung tujuan dan keperluan
penggunaannya. Untuk kepentingan pesawat terbang militer tentunya
berbeda dengan kepentingan pesawat komersial.
Pesawat Jet militer (fighting aircraft)
membutuhkan karakteristik mesin Jet yang tangguh, lincah, fleksibel,
dan bertenaga besar untuk mengejar dan memburu lawannya, sekaligus
berkelit dari incaran lawan. Sementara itu, pesawat Jet komersial (Jetliner) memerlukan mesin Jet yang dapat diandalkan pada beberapa keadaan cuaca yang terkadang buruk, mudah dioperasikan saat keadaan abnormal
apalagi darurat, irit bahan bakar, biaya perawatan yang murah dan
mudah, disamping memiliki kemampuan menanjak yang optimum. Dalam hal ini
pilihan tentang jenis atau metoda mesin Jet seperti diatas menjadi
sangat penting.