Apa itu jet

Mesin ini menghisap udara dari depan dan mengkompresinya. Udara digabungkan dengan bahan bakar, dan dibakar. Pembakaran menambah banyak peningkatan energi dari gas yang kemudian dibuang ke belakang mesin. Mesin menghasilkan dorongan karena percepatan udara yang melaluinya; gaya yang sama dan berlawanan yang dihasilkan adalah dorongan bagi mesin.

Mesin jet mengambil massa udara yang relatif sedikit dan mempercepatnya dengan jumlah yang besar. Pembuangan kecepatan tinggi dari mesin jet membuatnya efisien pada kecepatan tinggi (terutama kecepatan supersonik) dan ketinggian tinggi. Pada pesawat pelan dan yang membutuhkan jarak terbang pendek, pendorong yang menggunakan turbin gas, umumnya dikenal sebagai turboprop, lebih umum dan lebih efisien

turbojet

Jenis yang pertama dan paling sederhana dari turbin gas adalah turbojet

Sejumlah besar udara sekitar dibawa ke inlet mesin. Inlet mempunyai berbagai bentuk dan ukuran tergantung pada jenis pesawat. Pada bagian belakang inlet, udara masuk kompresor. Sebuah kompresor adalah seperti sebuah kipas angin listrik. energi harus disediakan untuk menghidupkan kompresor. Di pintu keluar kompresor, udara pada tekanan yang lebih tinggi dari udara bebas. Dalam pembakar, sejumlah kecil bahan bakar dikombinasikan dengan udara dan dibakar. (Dalam mesin jet, biasanya 100 pon udara / detik dikombinasikan dengan hanya 2 kilogram bahan bakar / detik. Sebagian besar dari udara panas datang dari udara sekitarnya.) Meninggalkan pembakar, udara panas dilewatkan melalui turbin. Turbin bekerja seperti kincir angin. Dalam mesin jet digunakan energi yang diekstraksi oleh turbin untuk memutar kompresor dengan menghubungkan kompresor dan turbin oleh poros pusat. Turbin mengambil beberapa energi dari knalpot panas, tapi ada cukup energi tersisa untuk memberikan dorongan pada mesin jet dengan meningkatkan kecepatan melalui nozzle. Karena kecepatan keluar lebih besar dari kecepatan aliran bebas, gaya dorong dibuat seperti yang dijelaskan oleh persamaan gaya dorong. Untuk mesin jet, aliran massa keluar hampir sama dengan aliran massa arus bebas, karena sangat sedikit bahan bakar ditambahkan ke aliran udaranya.

Turboprop

Banyak pesawat angkut kecepatan rendah dan pesawat komuter menggunakan turboprop. Turboprop menggunakan inti turbin untuk memutar baling-baling. Mesin baling-baling mengembangkan gaya dorong dengan menggerakkan massa besar udara melalui perubahan kecil dalam kecepatan. Baling-baling sangat efisien dan hampir semua mesin dapat memutarnya (termasuk manusia!). Dalam turboprop, turbin gas yang digunakan. Bagaimana cara kerja mesin turboprop?

Ada dua bagian utama untuk sistem propulsi turboprop, mesin inti dan baling-baling. Inti ini sangat mirip dengan turbojet dasar kecuali bahwa alih-alih memperluas semua knalpot panas melalui nozzle untuk menghasilkan daya dorong, sebagian besar energi dari knalpot

digunakan untuk memutar turbin. Mungkin ada saat tahap turbin tambahan, seperti yang ditunjukkan dalam warna hijau pada diagram, yang terhubung ke poros penggerak. Drive shaft, juga ditampilkan dalam warna hijau, terhubung ke gear box. Gear box kemudian terhubung ke baling-baling yang menghasilkan sebagian besar dorong. Knalpot kecepatan turboprop yang rendah dan memberikan kontribusi sedikit dorong karena sebagian besar energi dari knalpot inti telah pergi ke memutar poros drive.

Karena baling-baling menjadi kurang efisien karena kecepatan meningkat pesawat, pesawat turboprop hanya digunakan untuk pesawat kecepatan rendah seperti pesawat kargo. Kecepatan tinggi transport biasanya menggunakan turbofan memotong tinggi karena efisiensi bahan bakar yang tinggi dan kemampuan kecepatan tinggi turbofan. Sebuah variasi dari mesin turboprop adalah mesin turboshaft. Dalam mesin turboshaft, gear box tidak terhubung ke baling-baling tetapi untuk beberapa perangkat drive lain. Mesin turboshaft digunakan dalam banyak helikopter, serta tank, kapal, dan bahkan mobil balap di akhir 1960-an.

Turbofan

Sebuah mesin turbofan adalah variasi yang paling modern dari mesin turbin gas dasar. Dalam mesin turbofan, mesin inti dikelilingi oleh kipas di depan dan turbin tambahan di bagian belakang. Kipas dan kipas turbin yang terdiri dari banyak bilah, seperti kompresor inti dan inti turbin, dan terhubung ke poros tambahan. Semua peralatan tambahan ini berwarna hijau pada skema. Seperti dengan kompresor inti dan turbin, beberapa bilah kipas berputar di poros dan beberapa bilah tetap diam. Poros kipas melewati poros inti untuk alasan mekanik. Jenis pengaturan ini disebut mesin dua spool (satu "spool" untuk kipas, salah satu "spool" untuk inti.) Beberapa mesin canggih memiliki spool tambahan untuk efisiensi yang lebih tinggi.

Bagaimana cara kerja mesin turbofan? Udara yang masuk ditangkap oleh inlet mesin. Beberapa udara yang masuk melewati kipas angin dan terus di dalam kompresor inti dan kemudian ke pembakar, dicampur dengan bahan bakar dan pembakaran terjadi. Knalpot panas melewati inti dan kipas turbin dan kemudian keluar nozzle, seperti pada turbojet dasar. Sisa udara yang masuk melewati kipas, atau yang melalui sekitar mesin, seperti udara melalui baling-baling. Udara yang masuk melalui kipas memiliki kecepatan yang sedikit meningkat dari aliran bebas. Jadi turbofan mendapat beberapa gaya dorong dari inti dan beberapa gaya dorong dari kipas angin. Rasio udara yang terjadi di sekitar mesin ke udara yang melewati inti disebut bypass ratio.

Karena laju aliran bahan bakar untuk inti hanya berubah sejumlah kecil dengan penambahan kipas, turbofan menghasilkan dorongan lebih untuk jumlah bahan bakar yang hampir sama yang digunakan oleh inti turbojet. Ini berarti bahwa turbofan sangat irit bahan bakar. Bahkan, turbofan yang mempunyai bypass ratio tinggi hampir seefisien turboprop. Karena kipas tertutup oleh inlet dan terdiri dari banyak bilah, dapat beroperasi secara

efisien pada kecepatan tinggi dari baling-baling yang sederhana. Itulah sebabnya turbofan digunakan pada transportasi kecepatan tinggi dan turboprop digunakan pada transportasi kecepatan rendah. turbofan rasio bypass rendah masih lebih hemat bahan bakar dibandingkan turbojet dasar. Banyak pesawat tempur modern menggunakan turbofan dengan bypass ratio rendah yang dilengkapi dengan afterburner. Mereka bisa cruise dengan efisien tetapi masih memiliki daya dorong tinggi untuk bertempur. Meskipun pesawat tempur bisa terbang lebih cepat dari kecepatan suara, udara masuk ke mesin harus melakukan perjalanan kurang dari kecepatan suara untuk efisiensi tinggi. Oleh karena itu, inlet menurunkan kecepatan udara yang masuk menjadi subsonik pada kecepatan pesawat supersonik.

Afterburning turbojet

Agar pesawat tempur terbang lebih cepat dari suara (supersonik), mereka harus mengatasi kenaikan tajam gaya gesek di saat mendekati kecepatan suara. Sebuah cara sederhana untuk mendapatkan dorongan yang diperlukan adalah menambahkan afterburner ke turbojet inti. Dalam turbojet dasar sebagian energi panas yang keluar dari pembakar yang digunakan untuk memutar turbin tersebut. Afterburner digunakan untuk menempatkan kembali beberapa energi dengan menyuntikkan bahan bakar langsung ke knalpot. Dalam diagram, Anda akan melihat bahwa nozzle dari turbojet dasar telah diperpanjang dan sekarang ada cincin penahan api, berwarna kuning, di nozzle. Ketika afterburner dinyalakan, bahan bakar tambahan disuntikkan melalui lingkaran dan ke dalam aliran gas buang panas turbojet tersebut. bahan bakar dibakar dan menghasilkan daya dorong tambahan, tetapi tidak membakar seefisien seperti halnya di bagian pembakaran turbojet tersebut. Anda mendapatkan lebih banyak dorongan, tapi Anda membakar lebih banyak bahan bakar. Ketika afterburner dimatikan, mesin melakukan seperti turbojet dasar.

Afterburner hanya digunakan pada pesawat tempur dan pesawat supersonik, seperti Concorde. (Concorde mematikan afterburner setelah masuk ke mode cruise atau autopilot. Jika tidak, ia akan kehabisan bahan bakar sebelum mencapai Eropa.) Afterburner menawarkan cara mekanis sederhana untuk menambah daya dorong dan digunakan pada kedua turbojet dan turbofan.