PowerJet SaM146, Mesin Turbofan Pada Pesawat Sukhoi Superjet 100

Hari ini saya akan membahas tentang rangkaian PowerJet SaM146, Mesin Turbofan Pada Pesawat Sukhoi Superjet 100. mesin PowerJet SaM146. PowerJet SaM146 ini diproduksi oleh Powerjet yang merupakan perusahaan patungan (joint venture) antara Perancis dan Rusia.

PowerJet SaM146 merupakan mesin pesawat jenis turbofan yang memang digunakan secara luas untuk mesin pesawat terbang. Kata turbofan berasal dari gabungan kataturbine  dan fan. Sehingga mesin turbofan ini terdiri dari dua bagian, yaitu bagian turbodan fan.

Bagian turbo dari mesin ini berisikan kompresor dan turbin gas. Turbo menghasilkan energi mekanik dalam bentuk putaran yang digunakan untuk memutar kipas (fan), kemudian putaran kipas (fan) ini akan mempercepat gerakan udara ke arah belakang dan menghasilkan dorongan/propulsi.  Energi mekanik yang dihasilkan oleh turbo didapatkan dari hasil pembakaran udara dalam ruang bakar (combustion chamber)

(Skema mesin turbofan model high-bypass. Sumber: http://en.wikipedia.org)

Dari gambar skema mesin turbofan di atas terlihat ada 2 rangkaian (spool), yang berwarna ungu adalah rangkaian tekanan tinggi (high-pressure spool) sedang yang berwarna hijau adalah rangkaian tekanan rendah (low-pressure spool).

Rangkaian tekanan rendah terdiri dari: kipas (fan), kompresor tekanan rendah (low-pressure compressor), dan turbin tekanan rendah (low-pressure turbine). Ketiga komponen ini diikat dan saling dihubungkan dengan sebuah poros sehingga gerakan tiga komponen ini sama.

Rangkaian tekanan tinggi, yaitu kompresor tekanan tinggi (high-pressure compressor) dan turbin tekanan tinggi (high-pressure turbine). Kedua komponen ini juga diikat dan saling dihubungkan dengan sebuah poros, sehingga gerakan kedua komponen ini sama.

(Cara kerja mesin turbofan.Terlihat udara yang tertarik oleh kipas/fan hanya satu bagian yang masuk ke turbo, sisanya mengalir ke belakang/bypass melaui luar turbo untuk menghasilkan daya dorong/propulsi. Sumber: en.wikipedia.org)

 Cara Kerja Turbofan

Kipas (fan) berfungsi untuk mempercepat aliran udara dari depan dan masuk ke kompresor tekanan rendah dan selanjutnya masuk ke kompresor tekanan tinggi. Tekanan dari udara sudah sangat tinggi setelah melewati kompresor tekanan tinggi sehingga sudah siap untuk dibakar dalam ruang bakar (combustion chamber). Selanjutnya udara yang sudah terbakar tadi akan mengembang (ekspansi) dan keluar ke belakang dengan kecepatan tinggi dan menendang turbin tekanan tinggi dan turbin tekanan rendah, sehingga kedua turbin ini berputar.

Karena kedua turbisn ini diikat dan dihubungkan dengan komponen lain, maka putarannya akan mengakibatkan komponen lain juga ikut berputar. Dalam hal ini, putaran turbin tekanan rendah akan membuat kompresor tekanan rendah dan kipas ikut berputar. Kemudian putaran turbin tekanan tinggi mengakibatkan kompresor tekanan tinggi ikut berputar.

Pada akhirnya kipas yang diputar oleh turbin tekanan rendah akan mengakibatkan udara tertarik ke belakang dengan kecepatan tinggi. Udara dengan kecepatan tinggi ini akan menghasilkan propulsi/dorongan. Dorongan inilah yang digunakan untuk mendorong pesawat terbang sehingga bisa bergerak dengan kecepatan tinggi

Mesin turbofan jenis PowerJet SaM146 yang terpasang pada sayap Sukhoi Superjet 100. Sumber: (www.superjetinternational.com)

Mesin turbofan PowerJet SaM146 yang digunakan oleh pesawat terbang Shukoi superjet 100 memiliki spesifikasi sebagai berikut:

Tipe: Rangkaian ganda (twin spool) dan high-bypass

• Panjang: 86 in (2.2 m)
• Diameter: 48.2 in (1.22 m)
• Berat kering: 1,708 kg (3,770 lb) (*)
• Kompresor: kipas 1 tingkat, tekanan rendah 3 tingkat, tekanan tinggi 6 tingkat
• Ruang bakar (combustor) : Anulus
• Turbin: tekanan tinggi 1 tingkat, tekanan rendah 3 tingkat
• Tipe bahan bakar: Jet A, Jet A-1, TS-1, RP
• Daya dorong maximum : 76.84 kN (17,270 lbf) (Daya dorong maksimum ketika lepas landas)
• Overall pressure ratio: 23.8:1
• Bypass ratio: 4.43:1
• Konsumsi bahan bakar spesifik: 0.374 lb/lbf-hr (Dry) and 0.629 lb/lbf-hr (Cruise)
• Thrust to weight ratio : 5.3:1

Penjelasan:

Overall pressure ratio adalah perbandingan tekanan sebelum dengan setelah masuk kompresor.

Bypass ratio adalah perbandingan antara udara yang di-bypass dan udara yang masuk ke turbo/mesin. Sebagai mana terlihat pada gambar skema mesin turbofan di atas bahwa tidak semua udara yang ditarik oleh kipas (fan) masuk ke mesin tetapi lebih banyak di-bypass ke belakang untuk menghasilkan dorongan/propulsi. Contoh nilai di atas, 4.43:1 artinya setiap 1 kg udara yang masuk ke mesin maka 4.43 kg udara akan di-bypass ke belakang.

Konsumsi bahan bakar spesifik adalah Massa bahan bakar yang dihabiskan untuk menghasilkan 1 unit gaya dorong dalam setiap satuan waktu. Contoh nilai di atas, 0.374 lb/lbf-hr (0.374 pound bahan bakar untuk menghasilkan 1 pound gaya dorong dalam tiap jam.

Thrust to weight ratio adalah perbandingan antara daya dorong dengan beratturbofan. Contoh nilai di atas, 5.3:1 artinya setiap 1 N berat turbofan maka gaya dorongnya sebesar 5.3 N. Maksudnya gaya dorong turbofan 5.3 kali lebih besar dari gaya beratnya.

( Turbofan PowerJet SaM146 dalam keadaan masih telanjang. Sumber: en.wikipedia.org)