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.