PRINSIP KERJA GAS TURBIN ENGINE TURBOFAN DISUSUN OLEH : NAMA : IRWANSYAH NIM : 16050032 KELAS : TP A SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI ADISUCIPTO TEKNIK PENERBANGAN 2017
A. PENGERTIAN MESIN TURBO FAN Mesin turbofan adalah sebuah tipe mesin jet pesawat terbang yang mirip dengan mesin turbojet. Mesin ini umumnya terdiri dari sebuah kipas internal dengan sebuah turbojet kecil yang terpasang dibelakangnya untuk menggerakkan kipas tersebut. Aliran udara yang masuk melalui kipas ini melewati turbojet, di mana sebagian kecil udara itu dibakar untuk menghidupi kipas, dan sisa udara digunakan untuk menghasilkan dorongan. Semua mesin jet yang digunakan untuk pesawat jet komersial masa kini adalah mesin turbofan. Mesin ini lebih banyak digunakan karena sangat efesien dan relatif menghasilkan suara yang lebih kecil. Turbofan merupakan salah satu jenis dari jet engine. Kita tahu jet engine terbagi atas 3 jenis : turbojet,turboprop dan turbofan. Keistimewaan dari turbofan adalah jenis ini 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 yaitu tidak mampu mensupport high speed dan high altitude,hanya mencapai 25.000feet saja. Dan turbofan ini lah yang bisa menjawab semua requirment dari airlines yaitu: irit bahan bakar,mempunyai tenaga dorong yang besar. B. PRINSIP KERJA MESIN TURBO FAN
Prinsip kerja 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 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. 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 digerak oleh LPT (seperti dijelaskan di atas). 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 kondisi HIGH SPEED,turbofan HANYA membutuhkan sedikit penambahan throttle untuk dapat menghasilkan thrust yang besar. Mesin Turbofan adalah mesin yang umum dari turunan mesin-mesin turbin gas untuk menggerakkan pesawat terbang baik komersial maupun pesawat tempur. Mesin ini sebenarnya adalah sebuah mesin by-pass di mana 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 nonaugmented turbofan yang diterapkan pada pesawat pembom stealth Northrop-Grumman B-2 dan pembom B-1 dengan mesin non augmented turbofan GE F101. C. KATEGORI MESIN TURBO FAN Mesin turbo fan dibagi menjadi 3 kategoriturbofan ini ada 3 kategori : High by-pass Medium by-pass Dan Low by-pass Jika tenaga kipas lebih besar darii daya jet, maka disebut High by-pass Sedangkan jika daya jet lebih besar dari kipas maka disebut Low by-pass Contoh Mesin turbofan yang high by-pass seperti mesin CFM56-5C2 yang dipake oleh pesawat Airbus A340, Dan mesin CFM56-3 yang dipake oleh pesawat Boeing B-737 serie 300 400 dan 500, Klo di pesawat militer, mesin turbofan yang diterapkan seperti mesin TF39-1C dipake oleh pesawat angkut C-5 Galaxy nya lockheed, Dan mesin Low by-pass seperti mesin GE F110 dipake pesawat tempur F-16,
Mesin GE F118 non-augmented diterapkan pada pesawat pembom siluman Northrop-Grumman B-2 spirit, juga pesawatpembom B-1 dengan mesin turbofan GE F101 nya,- Mesin turbofan medium by pas seperti Rolls-Royce Tay di gunakan pada pesawat Fokker F-100 (yang dijuluki mesin fanjet), Dan mesin turbofan low by pass seperti mesin Adour Mk871 digunakan pada pesawat tempur Hawk Mk 100 dan Hawk Mk 200, (TNI AU kita punya pesawat ini gan:) Juga pesawat tempur Jaguar dan Mitsubishi F-1 yang digunakan tentara AU Jepang, turbofan berkategori high-bypass PD-14 PS-90
CFE738 CFM56 LEAP-X GP7000 CF6 CF34 GE90 GEnx TF34 TF39 ALF 502 HTF7000 HTS900 F7 V2500 SaM146 PW300 Pratt & Whitney JT9D GE90 Boeing 747 dengan mesin Pratt & Whitney JT9D.
P&W1000G P&W2000 Boeing C-17 Globemaster III dengan mesin Pratt & Whitney PW2000 dalam aksi daya dorong terbalik. P&W4000 P&W6000 D-18T D-436 AE 3007 BR700 RB211 RB262 RB401 Roll royce Trent Roll royce Trent 1000 Roll royce. Trent 500 Roll royce Trent 700 Roll royce Trent 800 Roll royce Trent 900 Turbo RB193 Silvercrest Astafan FJ22 turbofan medium by-pass HF120
ATF3 F109 TFE731 CF700 AI-25 DV-2 PW600 Tay M45H FJ33 Williams FJ44 turbofan low by-pass TF41 BS100 EJ200 GTX-35VS Kaveri F101 F110 F118 F404 F414 YF120 YJ101 F136 WS-13 F124 F3 RD-33 NK-144 GTX-35VS Kaveri
NK-32 NK-8 NK-86 NK-25 AL-32 F100 F119 F135 JT3D JT8D PW1120 TF30 Conway Medway Pegasus Spey Adour AL-31 AL-41 WS-10 WS-15 WS-15 M53