Engine Operation

Halooo AeronauticaLovers, pada postingan pertama ini, saya memposting mengenai engine operation. Buat yang belum tahu "Engine" itu apa, Engine merupakan mesin yang dirancang untuk mengkonversi salah satu bentuk energi menjadi energi mekanik. Nah, Engine Operation adalah bagaimana cara mesin itu mengkonversi bentuk energi menjadi energi mekanik.

Kita pasti sudah mengenal dalam dunia otomotif apa itu operasi mesin 4 tak dan 2 tak, dalam dunia penerbangan engine operation ada banyak tipe mesin pesawat 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

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

Download disini dong

Engine Fuel System

Halooo AeronauticaLovers, pada postingan kedua ini, saya memposting tentang Engine Fuel System pada pesawat Boeing 737-800/900ER. 

Engine fuel system merupakan sistem bahan bakar pada pesawat terbang. Seperti kita ketahui pesawat tidak akan terbang jika tidak ada bahan bakar atau fuel, fuel tidak akan bekerja jika tidak ada sistem yang bekerja didalamnya. Oleh karena itu saya akan membahas komponen-komponen fuel system dan fungsinya serta contoh diagram fuel system pada pesawat Boeing 737-800/900ER.

1. Engine Fuel System berfungsi untuk memberikan aliran fuel yang sudah tersaring bersih dengan aliran yang konstan ke FCU (Fuel Control Unit). Pemberian aliran fuel harus sesuai dengan jumlah yang dibutuhkan engine dalam kondisi pesawat saat terbang.

2. Komponen-komponen Engine Fuel System :

Fuel Tank, terbagi menjadi beberapa komponen yaitu :

• Integral Tank : Jenis fuel tank yang menyatu pada struktur pesawat, biasanya terletak di wing (sayap).
• Removable Tank : Jenis fuel tank yang dapat dibongkar pasang.
• Bladder Fuel Cell : Berupa kantong karet yang konstruksinya diperkuat guna menyimpan bahan bakar.
• External Tank : Jenis fuel tank yang memisah dari konstruksi pesawat, biasanya terletak pada pylon di bawah wing (sayap).
• Surge Tank : Berfungsi sebagai penampungan kelebihan atau tumpahan bahan bakar.
• Fuel Pump, terbagi menjadi beberapa komponen yaitu :
• Engine Driven Pump : Berfungsi untuk mengalirkan bahan bakar secara berkelanjutan atau terus-menurus dengan tekanan yang sesuai selama engine beroperasi.
• Booster Pump : Berfungsi untuk menghasilkan tekanan fuel pada saat emergency, penambah kapasitas pemompaan engine driven pump, dan memindahkan bahan bakar dari satu tangki ke tangki yang lainnya.
• Ejector Pump : Berfungsi untuk menghisap fuel dari tempat yang relative jauh ke tangki dan memberikan fuel bertekanan ke FCU (Fuel Control Unit).
• Drain Valve : Berfungsi untuk menguras tanki pada saat di ground.
• Fuel Selector Valve dan Shutoff Valve (FSV) : Berfungsi untuk menutup aliran bahan bakar, memilih tangki yang akan digunakan, serta memindahkan fuel dari satu tangki ke tangki yang lainnya.
• Fuel Heater : Untuk mencegah kristal es yang mengendap di filter.
• Filler Cap : Sebagai tempat pengisian bahan bakar.
• Fuel Lines dan Pipping : fuel system yang dilengkapi dengan pipa yang terbuat dari tembaga, alumunium dan sejenisnya.

 

Download disini dong 

Engine Control

Tujuan dari setiap sistem kontrol mesin adalah untuk memungkinkan mesin mendapat di efisiensi maksimum untuk kondisi tertentu. Awalnya, sistem kontrol mesin terdiri dari hubungan mekanis sederhana terhubung secara fisik ke mesin. Dengan memindahkan tuas ini pilot bisa mengendalikan aliran bahan bakar, daya output, dan banyak parameter mesin lainnya.

Dalam penerbangan, perubahan kecil dalam operasi terus-menerus dilakukan untuk mempertahankan efisiensi. Dorong maksimum yang tersedia untuk situasi darurat jika throttle maju ke penuh, tetapi keterbatasan tidak dapat dilampaui, awak pesawat tidak memiliki sarana secara manual override FADEC.

Keuntungan

• Lebih baik efisiensi bahan bakar
• Perlindungan mesin otomatis terhadap operasi out-of-tolerance
• Lebih aman sebagai beberapa saluran FADEC komputer menyediakan redundansi dalam hal kegagalan
• Perawatan engine handling gratis, dengan jaminan pengaturan thrust
• Kemampuan untuk menggunakan jenis mesin tunggal untuk kebutuhan thrust besar dengan hanya memprogram ulang FADECs
• Menyediakan starting mesin semi-otomatis
• Integrasi sistem yang lebih baik dengan mesin dan pesawat sistem
• Dapat memberikan jangka panjang keawetan mesin dan diagnostik
• Jumlah parameter eksternal dan internal yang digunakan dalam proses kontrol meningkatkan oleh salah satu urutan besarnya
• Mengurangi jumlah parameter yang akan dipantau oleh awak penerbangan
• Karena tingginya pantauan jumlah parameter, FADEC memungkinkan "Fault Tolerant Systems"
• Menghemat berat

Kekurangan

• Full authority digital engine controls tidak memiliki bentuk override manual yang tersedia, menempatkan otoritas penuh atas parameter operasi dari mesin di tangan komputer.
• Jika gagal total FADEC terjadi, mesin gagal.
• Setelah FADEC gagal total, pilot tidak memiliki kontrol manual untuk mesin restart, throttle, atau fungsi lainnya.
• Titik risiko kegagalan dapat dikurangi dengan melebihkan FADECs (dengan asumsi bahwa kegagalan adalah kegagalan hardware acak dan bukan hasil dari desain atau manufaktur kesalahan, yang dapat menyebabkan kegagalan identik dalam semua komponen berlebihan identik).

Kompleksitas sistem yang tinggi dibandingkan dengan hydromechanical, analog atau sistem kontrol manual

Pengembangan sistem yang tinggi dan usaha validasi karena kompleksitas

Sedangkan dalam krisis (misalnya, kontak medan dekat), a-FADEC non mesin dapat menghasilkan secara signifikan lebih dari dorong dinilai, mesin FADEC akan selalu beroperasi dalam batas-batasnya.

Full Authority Digital Engine Control (FADEC) adalah suatu sistem yang terdiri dari komputer digital, disebut Electronic Engine Controller (EEC) atau Engine Control Unit (ECU), dan aksesori yang terkait yang mengontrol semua aspek kinerja mesin pesawat. FADECs telah diproduksi untuk mesin piston dan mesin jet .


Download disini dong

Engine APU

Semua pesawat penumpang yang modern dilengkapi dengan tambahan daya unit (APU). Tujuan tamanya untuk menyediakan pesawat di tanah dengan daya listrik, hidrolik dan pneumatik. Menyediakan baik APU semua tiga bentuk kekuasaan secara langsung, atau konversi kekuasaan terjadi dengan tambahan di peralatan. APU sering memberikan kekuasaan hanya listrik dan pneumatik, tetapi hidrolik power. Daya hidrolik dapat dalam hal ini misalnya disediakan dari motor listrik yang di gerakan.

Artikel ini mencoba untuk menguji hipotesis dengan memeriksa kelayakan ide yag di dasarkan pada literatur dan internet review. Potensi mengurangi bahan bakar. Keuntungan ekonomis di perkirakan. Kesimpulan umum yang tertarik untuk pesawat penumoang "kha" genetik. Perhitungan di dasarkan pada Airbus A320. Sebelum menyimpulkan, perbandingan singkat juga dibuat dengan alternatif APU paling menonjol untuk turbin gas APU.

APU Installation of an Airbus A320

Auxiliary Power Unit (APU) adalah sebuah perangkat pada kendaraan yang menyediakan energi untuk fungsi lain selain propulsi. Mereka biasanya ditemukan pada pesawat besar, serta beberapa kendaraan darat besar.

Auxiliary Power Unit (APU) adalah perangkat pada kendaraan yang menyediakan energi untuk fungsi lain selain propulsi. APU biasanya dipasang pada pesawat besar, serta beberapa kendaraan darat besar. Pesawat APU umumnya menghasilkan 115V pada 400 Hz (bukan 50/60 Hz pasokan listrik), untuk menjalankan sistem listrik pesawat, selain itu dapat menghasilkan 28V DC. APU juga dipasang pada kapal-kapal angkatan laut. APU dapat memberikan listrik melalui sistem tunggal atau 3-fase.

Tujuan utama dari APU pesawat adalah untuk memberikan power untuk starting engines utama pesawat. Mesin turbin harus dipercepat untuk kecepatan rotasi tinggi untuk memberikan kompresi udara yang cukup pada saat engine beroperasi. Jet engine yang lebih kecil biasanya distart oleh sebuah motor listrik, sedangkan engineyang lebih besarbiasanya dimulai oleh motor turbin udara.Sebelumengine bergerak, APU start, umumnya oleh baterai atau akumulator hidrolik. Setelah APU bergerak, APU memberikan daya (listrik, pneumatik, atau hidrolik, tergantung pada desain) untuk memulai engine utama pesawat.

APU pada Pesawat Komersil

Fungsi

Tujuan utamadari APU pesawat adalah untuk memberikan power untuk starting engines utama pesawat. Mesin turbin harus dipercepat untuk kecepatan rotasi tinggi untuk memberikan kompresi udara yang cukup pada saat engine beroperasi. Jet engine yang lebih kecil biasanya distarting oleh sebuah motor listrik, sedangkan engine yang lebih besar biasanya distarting oleh motor turbin udara. Sebelum engine bergerak, APU pada umumnya distarting oleh baterai atau akumulator hidrolik. Setelah APU bergerak, APU memberikan daya (listrik, pneumatik, atau hidrolik, tergantung pada desain) untuk memulai engine utama pesawat

APU juga digunakan untuk menjalankan aksesori pesawat lainnya pada saat engine mati.  Hal ini memungkinkan kabin menjadi nyaman saat penumpang naik pesawat sebelum engine dinyalakan. Listrik digunakan untuk menjalankan sistem saat preflight check. Beberapa APU juga dikoneksikan ke pompa hidrolik, memungkinkan kru mengoperasikan peralatan hidrolik (seperti Flight control atau flaps) sebelum engine dinyalakan. Fungsi ini dapat juga digunakan, pada beberapa pesawat, sebagai cadangan pada saat terbang atau sistem hidrolik rusak.

APIC APS3200 APU for Airbus A318, A319, A320, and A321

Pesawat dengan APU juga dapat menggunakan power listrik dan pneumatic dari peralatan darat ketika APU rusak atau tidak dapat digunakan.

APU dipasang pada pesawat extended-range twin-engine operations (ETOPS) yang merupakan alat pengaman saat kondisi kritis, karena APU menyediakan listrik cadangan dan tekanan udara pada engine yang mati atau generator utama rusak.  Sementara beberapaAPU mungkin tidak startable dalam penerbangan, APUETOPS-compliant harus flight-startable pada ketinggian sampai keservice ceiling.  Aplikasiterbaru telah ditentukan mulai sampai denganketinggian43.000kaki (13.000 m) dari kondisi cold-soaklengkapseperti Hamilton Sundstrand APS5000 untuk Boeing 787 Dreamliner.JikaAPU atau generator listrik tidak tersedia, pesawat tidak diperbolehkanuntuk penerbanganETOPS dan diharuskanuntuk mengambilrute non-ETOPS.

APU menghasilkan listrik 400 Hz lebih kecil dan lebih terang daripada 50/60 Hz counterpart, akan tetapi harganya lebih mahal; kelamahannya adalah sistem, frekuensi tinggi menyebabkan tegangan menurun.

MAINTENANCE PRACTICE

PERHATIAN

JANGAN SENTUH UNIT DAYA TAMBAHAN (APU) SAMPAI CUKUP DINGIN UNTUK MENCEGAH LUKA BAKAR KETIKA ANDA MELAKUKAN TUGAS PEMELIHARAAN. PASTIKAN BAHWA PENGENCANG RILIS CEPAT TIGA PADA PINTU AKSES KIRI APU BENAR DISIMPAN. INI MENCEGAH KERUSAKAN METERAI DI PINTU AKSES KIRI APU.

APU REMOVAL / INSTALLATION

PERINGATAN:

PASTIKAN BAHWA ANDA MEMILIKI BENAR KEBAKARAN PERALATANYANG TERSEDIA. APAKAH TIDAK MENYENTUH APU (TAMBAHAN DAYA UNIT) SAMPAI CUKUP DINGIN UNTUK MENCEGAH LUKA BAKAR KETIKA ANDA MELAKUKAN TUGAS PEMELIHARAAN (S). MENGUNCI MEKANISME AKSES PINTU 316 AR (SEPERTI WAJIB) DENGAN PIP-PIN SAAT ANDA MEMBUKA PINTU AKSES. DEPRESSURIZE HIJAU DAN KUNING SISTEM HIDROLIK. TERBUKA, SAFETY DAN TAG SESUAI C/BS.

Catatan: Sebelum penghapusan APU, pada terpusat kesalahan tampilan sistem (CFD), melakukan GIGITAN tes APU dan merekam jam APU dan siklus. Setelah instalasiAPU, berdarah garis bahan bakar APU sebelum Anda mulai APU untuk mencegah panas mulai.

Download disini dong