Prinsip Kerja Mesin Turbofan Pesawat Terbang

Prinsip kerja mesin turbofan merupakan penyempurnaan dari turbojet dan turboprop. Kelemahan dari turbojet adalah boros bahan bakar, walau dalam soal tenaga lebih besar dibandingkan dengan jenis lain. Karena itu jenis ini cocok untuk dipakai pada pesawat tempur.

Untuk turboprop, jenis ini mempunyai kelemahan tidak mampu mensupport high speed dan high altitude, hanya mencapai 25.000 kaki saja. Dan turbofan ini lah yang bisa menjawab semua syarat/keperluan dari penerbangan yaitu: irit bahan bakar tetapi mempunyai tenaga dorong yang besar.

Bagian mesin turbofan

Prinsip kerja mesin turbofan adalah 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 barulah 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. Jadi prinsip kerja turbofan dapat disederhanakan sebagai berikut :

Berbeda dengan motor bakar yang mempunyai 4step (langkah) atau 2step (langkah) pembakaran. Turbofan melakukan beberapa step tapi dalam 1 waktu. Dan perbedaan dengan motor bakar adalah jika dalam motor bakar ruang pembakaran (combustion chamber) sudah di isi oleh campuran (mix) air dan fuel baru diberi ignition (pengapian) sehingga terjadi pembakaran. Kalau di Turbofan ini, combustion chamber hanya di isi udara bertekanan tinggi saja. Karena tekanan tinggi maka temperatur tinggi dan diberi ignition, baru di semprotkan fuel sehingga terjadi pembakaran.

Untuk gaya dorong (thrust) pesawat yang dihasilkan oleh pembakaran, sebenarnya hanya 15% – 25% saja. Gaya dorong pesawat yang terbesar justru pada KIPAS (blade) atau LPC sebesar 75% – 85% yang digerakkan oleh LPT (seperti dijelaskan diatas). Karena itu Fan/blade/LPT dibungkus oleh casting, sehingga aliran udara (airflow) lebih terpusat mengalir kebelakang. Itulah alasan mengapa Turbofan lebih hemat bahan bakar dibanding dengan jenis lainnya. Dan pada saat engine berada pada kondisi high speed, turbofan hanya membutuhkan sedikit penambahan throttle untuk dapat menghasilkan thrust yang besar.

Cara kerja mesin turbofan ini sebenarnya adalah sebuah mesin by-pass dimana sebagian dari udara dipadatkan dan disalurkan ke ruang pembakaran, sementara sisanya dengan kepadatan rendah disalurkan sekeliling bagian luar ruang pembakaran. Sekaligus udara tersebut berfungsi untuk mendinginkan suhu ruang pembakaran. Udara yang di by-pass ini ada yang dicampur dengan udara panas pembakaran pada turbin bagian belakang seperti pada mesin Rolls-Royce Spey yang digunakan pada pesawat Fokker F-28. Ada pula yang disalurkan dengan pipa-pipa halus ke atmosfer. Mesin yang menggunakan type ini contohnya adalah mesin RB211 yang digunakan pada pesawat Boeing B 747 dan GE CF6-80C2 yang digunakan pada pesawat DC-10 serta P &W JT 9D.

Beberapa mesin yang menggunakan jenis mesin turbofan adalah Rolls-Royce Tay pada pesawat Fokker F-100 (yang dijuluki mesin fanjet), mesin Adour Mk871 yang digunakan pada pesawat tempur type Hawk Mk 100 dan Hawk Mk 200, pesawat tempur Jaguar dan Mitsubishi F-1 yang digunakan AU Jepang. Kemudian mesin high by-pass turbofan yang diterapkan pada mesin CFM56-5C2 yang dipakai oleh pesawat Airbus A340 dan mesin CFM56-3 yang dipakai pada Boeing B-737 serie 300, 400 dan 500 yang merupakan produk bersama antara GE dengan SNECMA dari Perancis.

Pada pesawat militer, mesin turbofan yang diterapkan antara lain adalah mesin TF39-1C yang dipakai pada pesawat angkut raksasa C-5 Galaxy, kemudian GE F110 yang dipakai pada F-16, GE F118 yang bertype non-augmented turbofan yang diterapkan pada pesawat pembom stealth Northrop-Grumman B-2 dan pembom B-1 dengan mesin non augmented turbofan GE F101.