Motor bakar dua tak

Motor bakar dua tak adalah mesin pembakaran dalam yang dalam satu siklus pembakaran akan mengalami dua langkah piston, berbeda dengan putaran empat-tak yang mengalami empat langkah piston dalam satu kali siklus pembakaran, meskipun keempat proses intake, kompresi, tenaga dan pembuangan juga terjadi.

Mesin dua tak juga telah digunakan dalam mesin diesel, terutama dalam rancangan piston berlawanan, kendaraan kecepatan rendah seperti mesin kapal besar dan mesin V8 untuk truk dan kendaraan berat.

Prinsip Kerja

Istilah-istilah baku yang berlaku dalam teknik otomotif yang harus diketahui untuk bisa memahami prinsip kerja mesin ini:

• TMA (titik mati atas) atau TDC (top dead centre): Posisi piston berada pada titik paling atas dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling jauh dari poros engkol (crankshaft).
• TMB (titik mati bawah) atau BDC (bottom dead centre): Posisi piston berada pada titik paling bawah dalam silinder mesin atau piston berada pada titik paling dekat dengan poros engkol (crankshaft).
• Ruang bilas yaitu ruangan di bawah piston dimana terdapat poros engkol (crankshaft). Sering disebut sebagai bak engkol (crankcase) berfungsi gas hasil campuran udara, bahan bakar dan pelumas bisa tercampur lebih merata.
• Pembilasan (scavenging) yaitu proses pengeluaran gas hasil pembakaran dan proses pemasukan gas untuk pembakaran dalam ruang bakar.

Langkah ke 1

Piston bergerak dari TMA ke TMB.

1. Saat bergerak dari TMA ke TMB, piston akan menekan ruang bilas yang berada di bawahnya. Semakin jauh piston meninggalkan TMA menuju TMB akan semakin meningkat pula tekanan di ruang bilas.
2. Pada titik tertentu, piston (ring piston) akan melewati lubang pembuangan gas dan lubang pemasukan gas. Posisi masing-masing lubang tergantung dari desain perancang. Umumnya ring piston akan melewati lubang pembuangan terlebih dahulu.
3. Pada saat ring piston melewati lubang pembuangan, gas di dalam ruang bakar keluar melalui lubang pembuangan.
4. Pada saat ring piston melewati lubang pemasukan, gas yang tertekan di dalam ruang bilas akan terpompa masuk ke dalam ruang bakar, sekaligus mendorong keluar gas yang ada di dalam ruang bakar menuju lubang pembuangan.
5. Piston terus menekan ruang bilas sampai titik TMB, sekaligus memompa gas dalam ruang bilas menuju ke dalam ruang bakar.

Langkah ke 2

Piston bergerak dari TMB ke TMA.

1. Saat bergerak dari TMB ke TMA, piston akan menghisap gas hasil percampuran udara, bahan bakar dan pelumas ke dalam ruang bilas. Percampuran ini dilakukan oleh karburator atau sistem injeksi (lihat pula: Sistem bahan bakar).
2. Saat melewati lubang pemasukan dan lubang pembuangan, piston akan mengkompresi gas yang terjebak di dalam ruang bakar.
3. Piston akan terus mengkompresi gas dalam ruang bakar sampai TMA.
4. Beberapa saat sebelum piston sampai di TMA (pada mesin bensin busi akan menyala, sedangkan pada mesin diesel akan menyuntikkan bahan bakar) untuk membakar gas dalam ruang bakar. Waktu nyala busi atau penyuntikan bahan bakar tidak terjadi saat piston sampai ke TMA, melainkan terjadi sebelumnya. Ini dimaksudkan agar puncak tekanan akibat pembakaran dalam ruang bakar bisa terjadi saat piston mulai bergerak dari TMA ke TMB, karena proses pembakaran membutuhkan waktu untuk bisa membuat gas terbakar dengan sempurna oleh nyala api busi atau dengan suntikan bahan bakar.

Perbedaan Desain Mesin Dua Tak dengan Mesin Empat Tak

• Pada mesin dua tak, sekali pembakaran terjadi dalam satu putaran penuh pada poros engkol (crankshaft), sedangkan pada mesin empat tak, sekali proses pembakaran terjadi dalam dua putaran penuh pada poros engkol.
• Mesin empat tak memerlukan mekanisme katup (valve mechanism) dalam bekerjanya untuk membuka dan menutup lubang pemasukan dan pembuangan, sedangkan pada mesin dua tak tidak membutuhkan katup kecuali mesin dua tak diesel. Piston dan ring piston berfungsi untuk menbuka dan menutup lubang pemasukan dan pembuangan. Pada awalnya, mesin dua tak tidak dilengkapi dengan katup, namun dalam perkembangannya katup satu arah (one way valve) akan dipasang di antara ruang bilas dan karburator untuk:

1. Menjaga agar gas yang sudah masuk ke dalam ruang bilas tidak dapat masuk kembali ke karburator.
2. Menjaga tekanan dalam ruang bilas secara ketat saat piston mengkompresi ruang bilas.

• Lubang pemasukan dan lubang pembuangan pada mesin dua tak terdapat pada dinding silinder, sedangkan pada mesin empat tak terdapat pada kepala silinder (cylinder head). Ini adalah alasan utama yang membuat mesin 4 tak tidak menggunakan oli samping.

Kelebihan dan Kekurangan

Kelebihan Mesin Dua Tak

Dibandingkan mesin empat tak, mesin dua tak memiliki beberapa kelebihan:

1. Hasil tenaganya lebih besar dibandingkan mesin empat tak.
2. Mesin dua tak lebih kecil dan ringan dibandingkan mesin empat tak.

• Kombinasi kedua kelebihan di atas menjadikan rasio berat terhadap tenaga (power to weight ratio) mesin dua tak lebih baik dibandingkan mesin empat tak.

3. Mesin dua tak lebih murah biaya produksinya karena konstruksinya yang sederhana.

Meskipun memiliki berbagai kelebihan, mesin ini sudah jarang digunakan dalam kendaraan-kendaraan terutama kendaraan mobil dikarenakan oleh beberapa kekurangan.

Kekurangan Mesin Dua Tak

Kekurangan mesin dua tak dibandingkan mesin empat tak:

1. Efisiensi bahan bakar mesin dua tak lebih rendah dibandingkan mesin empat tak (boros).
2. Mesin dua tak memerlukan percampuran oli dengan bahan bakar (oli samping/two stroke oil) untuk pelumasan silinder mesin.

• Kedua hal di atas mengakibatkan biaya operasional mesin dua tak menjadi lebih lebih tinggi dibandingkan biaya operasional mesin empat tak.

3. Mesin dua tak menghasilkan polusi udara lebih banyak. Polusi terjadi dari pembakaran oli samping dan gas dari ruang bilas yang lolos/bocor dan masuk langsung ke lubang pembuangan.
4. Pelumasan mesin dua tak tidak sebaik mesin empat tak. Ini mengakibatkan usia suku cadang dalam komponen ruang bakar relatif lebih singkat.

Aplikasi

Mesin dua tak diaplikasikan untuk mesin bensin maupun mesin diesel. Mesin bensin dua tak digunakan paling banyak di mesin kecil, seperti:

• Mesin sepeda motor.
• Mesin Mobil
• Mesin pada gergaji (chainsaw).
• Mesin potong rumput.
• Mobil salju.
• Mesin untuk pesawat model, dan sebagainya.
• Mesin dua tak yang besar biasanya bertipe mesin diesel, sedangkan mesin dua tak ukuran sedang sudah sangat jarang digunakan.

Karena emisi gas buang sulit untuk memenuhi standar UNECE Euro II, penggunaan mesin dua tak untuk sepeda motor sudah semakin jarang.

Pengembangan

Penggunaan teknologi injeksi langsung dengan tujuan menurunkan emisi gas buang.

Sumber: id.wikipedia.org

Mesin wankel

Mesin wankel atau disebut juga mesin rotary adalah mesin pembakaran dalam yang digerakkan oleh tekanan yang dihasilkan oleh pembakaran diubah menjadi gerakan berputar pada rotor yang menggerakkan sumbu.

Mesin ini dikembangkan oleh insinyur Jerman Felix Wankel. Dia memulai penelitiannya pada awal tahun 1950an di NSU Motorenwerke AG (NSU) dan prototypenya yang bisa bekerja pada tahun 1957. NSU selanjutnya melisensikan konsepnya kepada beberapa perusahaan lain di seantero dunia untuk memperbaiki konsepnya.

Karena mesin wankel sangat kompak, ringan, mesin ini banyak digunakan pada berbagai kendaraan dan peralatan seperti pada mobil balap seperti Mazda RX-7 dan Mazda RX-8, pesawat terbang, go-kart, speed boat.

Pengoperasian

Pada mesin transfer putar, benda kerja ditempatkan dan dijepit pada perlengkapan jenis palet yang diindeks dalam jalur melingkar. Selama satu siklus, operasi pemesinan berurutan dilakukan secara simultan pada benda kerja. Meja yang diindeks berputar secara vertikal atau horizontal, dan gerakannya bisa kontinu atau terputus-putus. Saat meja pengindeksan berputar, operasi pemesinan berikutnya diulangi pada benda kerja yang baru saja dikerjakan oleh stasiun sebelumnya. Desain ini menggabungkan pengumpanan komponen otomatis dengan operasi simultan, sehingga memungkinkan penyelesaian komponen secara cepat.

Aplikasi

Mesin transfer putar biasanya digunakan untuk produksi massal komponen logam dalam industri otomotif dan untuk alat kelengkapan pneumatik dan hidrolik. Suku cadang dapat berkisar dari yang sederhana hingga yang rumit, tergantung pada tata letak alat pemesinan, yang sering kali dirancang khusus untuk pembuatan satu suku cadang atau kelompok suku cadang. Pengaturan rotari menghadirkan pengaturan ringkas yang menghemat ruang lantai. Kapasitas produksi tahunan dari satu mesin transfer rotari dapat berkisar dari 100.000 unit hingga puluhan juta unit.

Mesin transfer rotari umumnya dapat menangani semua operasi pemesinan standar seperti pembubutan, penggilingan, pengeboran, reaming, penguliran, penguliran ulir, penyisipan, penandaan, pengikisan, dan lain-lain... untuk ukuran yang kurang lebih mulai dari kuku jari hingga tas ransel.

Cara kerja mesin wankel

Cara kerja mesin wankel

 

Tanda "A" merupakan salah satu ujung dari rotor. Tanda "B" menunjukkan sumbu eccentric yang menggerakkan poros mesin. Sumbu poros mesin berputar tiga kali untuk setiap putaran rotor mengelilingi poros eccentric.

Mobil dengan mesin wankel

• Mazda RX-7 adalah mobil sport yang diproduksi oleh perusahaan Jepang, Mazda. Diproduksi tahun 1978 sampai 2002.
• Mazda RX-8 adalah mobil sport yang diproduksi oleh perusahaan Jepang, Mazda. Diproduksi tahun 2001 sampai 2011.

Sumber: id.wikipedia.org

Mesin pembakaran luar

Mesin pembakaran luar atau dalam bahasa Inggris disebut external combustion engine (EC engine) adalah mesin panas yang mengandung fluida kerja secara internal, dipanaskan oleh pembakaran di sumber eksternal, melalui dinding mesin atau penukar panas. Fluida kerja kemudian, dengan memperluas dan beraksi pada mekanisme mesin, menghasilkan gerakan dan kerja yang dapat digunakan.

Fluida kerja kemudian didinginkan, dikompresi dan digunakan kembali (siklus tertutup), atau dibuang (siklus terbuka). Untuk jenis mesin ini, pembakaran terutama digunakan sebagai sumber panas, dan mesin dapat bekerja sama baiknya dengan jenis sumber panas lainnya.

Pembakaran

Istilah "pembakaran" mengacu pada pembakaran bahan bakar dengan pengoksidasi, untuk memasok panas. Mesin dengan konfigurasi dan operasi yang serupa (atau bahkan identik) dapat menggunakan pasokan panas dari sumber lain seperti nuklir, matahari, panas bumi atau reaksi eksotermik yang tidak melibatkan pembakaran dan tidak secara ketat diklasifikasikan sebagai mesin pembakaran eksternal, tetapi sebagai mesin termal eksternal.

Fluida kerja

Fluida kerja dapat terdiri dari komposisi apa saja dan sistem dapat berupa fase tunggal (hanya cair atau gas saja) atau fase ganda (cair/gas).

Fase tunggal

Gas digunakan dalam Mesin Stirling. Cairan fase tunggal terkadang dapat digunakan.[butuh klarifikasi]

Fase ganda

Mesin pembakaran eksternal fase ganda menggunakan transisi fase untuk mengubah suhu menjadi kerja yang dapat digunakan, misalnya dari gas cair ke gas (umumnya jauh lebih besar). Jenis mesin ini mengikuti varian dari Siklus Rankine. Mesin uap adalah contoh umum dari mesin fase ganda.                   

Mesin Newcomen, pendahulu dari mesin uap, dengan pendidih yang dipanaskan dari bawah.

Sumber: id.wikipedia.org

Mesin roket

Mesin roket, adalah sebuah mesin jet yang menggunakan massa propelan yang hanya disimpan untuk membentuk kecepatan tinggi pada jet pendorong nya. Mesin roket adalah mesin reaksi dan memperoleh daya dorong sesuai dengan hukum ketiga Newton. Karena mereka tidak perlu bahan eksternal untuk membentuk jet mereka, mesin roket dapat digunakan untuk propulsi wahana antariksa atau kendaraan peluncur luar angkasa serta penggunaan terestrial, seperti rudal. Kebanyakan mesin roket adalah mesin pembakaran internal, meskipun bentuk non-pembakaran juga ada.

Mesin roket sebagai sebuah kelompok memiliki knalpot kecepatan tertinggi, yang jauh yang paling ringan, tetapi propelan paling efisien (memiliki impuls spesifik terendah) dari semua jenis mesin jet.

Deskripsi

Roket pada dasarnya adalah mesin untuk alat transportasi seperti mesin jet, diesel, dan lain-lain. Tapi, berbeda dengan mesin transportasi lain, roket bersifat 'anaerob'. Untuk melakukan pembakaran bahan bakar ia membawa oksigen sendiri, sehingga praktis tak membutuhkan oksigen dari luar. Karenanya, roket dapat digunakan sebagai mesin transportasi ke ruang angkasa yang tak beroksigen.

Roket memiliki daya angkut yang luar biasa. Ariane 5, misalnya, dapat menerbangkan 68 orang yang masing-masingnya berbobot 100 kg ke orbit geostasioner. Kecepatan roket juga luar biasa, bisa melewati kecepatan suara, kendati ketika meninggalkan landasan kecepatannya kelihatan rendah. Bila pada detik pertama kecepatannya hanya 12 meter per detik misalnya, maka pada tahap berikutnya roket dapat melaju dengan kecepatan kelipatannya: 24 m/detik, 48 meter per detik, dan begitu seterusnya.

Pada umumnya, roket terdiri dari tiga bagian. Bagian pembawa muatan, pengendali, dan bagian mesin. Bagian pembawa muatan berfungsi untuk mengangkut barang—satelit, objek lainnya, hingga bahan peledak. Bagian pengendali merupakan bagian di mana terdapat peranti untuk mengendalikan roket. Dan, bagian mesin, merupakan bagian di mana terdapat mesin serta bahan bakar roket. Sebagai catatan, mesin roket ini terbagi dalam dua kelompok, tergantung dari jenis bahan bakarnya: cair dan padat.

Menurut catatan, roket telah digunakan sejak lama, mulai sekitar tahun 1232, di Cina. Akan tetapi ketika itu mesin roket masih sangat sederhana—berbentuk seperti peluru dan berbahan bakar padat (tak berbeda dengan mercon roket). Mesin roket yang lebih komplek baru diketemukan berabad-abad setelahnya, tahun 1926, oleh periset AS, Robert H. Goddart. Sejak ini, penelitian mengenai roket—cair maupun padat—kian marak. Sebagian ditujukan untuk mesin perang, sebagian lagi untuk alat angkut ke angkasa luar. Roket yang paling terkenal pada saat ini, misalnya, Long March (Cina), Delta, Atlas dan Titan (AS), Ariane (Eropa), dan Proton (Rusia).

Indonesia juga telah melangkah ke dunia peroketan. Kita pernah punya roket RX (Rocket Experiment) 150/150, sebuah roket berbahan bakar padat dan terdiri dari dua tingkat. Selain itu, sebanyak 50 buah Roket R-Han 122 produksi Indonesia, berhasil diujicobakan dengan ditembakkan ke sasaran di udara di Pusat Latihan Tempur TNI AD Baturaja, Kabupaten Ogan Komering Ulu (OKU), Sumatra Selatan.

Terminologi

Roket Kimia ialah roket yang ditenagai oleh reaksi kimia eksotermis dari propelan.

Roket Motor atau Motor Roket Propelan padat ialah istilah yang merujuk pada mesin roket padat.

Roket Bahan Bakar Cair atau Mesin roket cair-propelan digunakan dengan menggunakan satu atau lebih propelan cair dicampurkan di dalam tangki sebelum terbakar.

Roket Campuran memiliki propelan padat di dalam ruang bakar dan cairan atau gas pengoksidasi atau propelan ditambahkan guna pembakaran.

Roket Thermal adalah roket propelan yang mana lembam, tetapi dipanaskan oleh sumber daya seperti tenaga surya atau energi nuklir.

Roket Monopropelan adalah yang hanya menggunakan 1 propellan, didekomposisi oleh katalis. monopropelan paling umum hidrazin dan hidrogen peroksida.

Diagram yang menunjukkan rasio kecepatan (garis biru) dan efisiensi energi (kurva hijau) sebagai fungsi rasio massa, dalam skala logaritmik, dan menyoroti titik efisiensi puncak

Prinsip Kerja Roket

Prinsip kerja roket mirip dengan prinsip terdorongnya balon mainan. Sebuah roket mengandung tangki yang berisi bahan hidrogen cair dan oksigen cair. Kedua bahan bakar ini dicampur dalam ruang pembakaran sehinga terjadi pembakaran yang menghasilkan gas panas yang akan menyembur keluar melalui mulut pipa yang terletak pada ekor roket. Terjadi perubahan momentum gas dari nol (0) menjadi mv selama selang waktu tertentu (∆t). Ini menghasilkan gaya yang dikerjakan roket pada gas (sesuai dengan persamaan F=∆p/∆t,gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan momentum benda per satuan waktu ) dengan arah ke bawah. sesuai hukum III Newton, timbul reaksi gaya yang dikerjakan gas pada roket, yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan yaitu ke atas. Jadi, gas akan mengerjakan gaya ke atas pada roket sehingga roket akan terdorong ke atas.

Efisiensi pendorong mesin jet dan roket pada kecepatan yang berbeda relatif terhadap kecepatan buang

Sumber: id.wikipedia.org

Mesin jet

Mesin jet adalah sebuah jenis mesin pembakaran dalam menghirup udara yang sering digunakan dalam pesawat. Prinsip seluruh mesin jet pada dasarnya sama; mereka mempercepat massa (udara dan hasil pembakaran) ke satu arah dan dari hukum gerak Newton ketiga mesin akan mengalami dorongan ke arah yang berlawanan. Yang termasuk mesin jet antara lain turbojet, turbofan, mesin roket, ramjet, dan pump-jet.

Mesin ini menghirup 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. Proses ini mirip dengan siklus empat-gerak, dengan induksi, kompresi, penyalaan, dan pembuangan terjadi secara berkelanjutan. 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, di mana sebuah pendorong mengambil massa udara secara besar dan mempercepatnya dalam jumlah kecil. 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, yang umumnya dikenal sebagai turboprop, lebih umum dan lebih efisien. Pesawat sangat kecil biasanya menggunakan mesin piston untuk menjalankan pendorong tetap turboprop kecil semakin lama semakin kecil dengan berkembangnya teknologi teknik.

Efisiensi pembakaran sebuah mesin jet, seperti mesin pembakaran dalam lainnya, dipengaruhi besar oleh rasio volume udara yang dikompresi dengan volume pembuangan. Dalam mesin turbin kompresi udara dan bentuk "duct" yang melewati ruang pembakaran mencegah aliran balik dari situ dan membuat pembakaran berkelanjutan dimungkinkan dan proses pendorongan.

Mesin turbojet modern modular dalam konsep dan rancangan. Inti penghasilan-tenaga utama, sama dalam seluruh mesin jet, disebut sebagai generator gas. Dan juga modul tambahan lainnya seperti gearset pengurang dorongan (turboprop/turboshaft), kipas lewat, dan "afterburner". Jenis alat tambahan dipasang berdasarkan penggunaan pesawat.

Sejarah pengembangan mesin jet

Mesin turbojet Power Jets W.1 di Science Museum, London. Ini adalah mesin jet Inggris pertama yang terbang.

Mesin jet sebenarnya diawali ketika seorang insinyur Prancis, Rene Lorin pertama kali mengajukan paten bagi mesin propulsi jetnya pada tahun 1913. Mesin yang dipatenkan adalah mesin athodyd (aero-thermodynamic-duct) yang tidak memiliki bagian berputar atau lebih populer dengan sebutan mesin pulse jet. Mesin tipe inilah yang kemudian dikembang dan dijadikan mesin tenaga utama pendorong bom terbang Jerman, V-1 yang dipakai untuk mengebom Inggris.

Sayangnya konsep mesin Lorin kurang cocok bagi pesawat berpropulsi jet karena tidak efisien dalam kecepatan rendah. Selanjutnya, seorang perwira Angkatan Udara Kerajaan Inggris (Royal Air Force/RAF), Frank Whittle kemudian seorang mahasiswa aerodinamika Universitas Gottingen, Hans von Ohain (Jerman) serta insinyur Italia, Secondo Campini mengembangkan mesin jet yang kemudian prinsip dan konsepnya dikenal pada masa-masa sekarang yakni menggunakan komponen-komponen berputar seperti kompresor dan turbin. Frank Whittle mengajukan paten pada tahun 1930 namun awalnya kurang mendapat perhatian dari Kementerian Udara Inggris. Akibatnya, penemuan Whittle tidak menjadi rahasia militer dan detaik konsep mesin jetnya bocor serta dimuat di berbagai jurnal ilmiah dan teknologi 1,5 tahun kemudian. Namun atas jasa mantan rekannya di RAFserta pembiayaan untuk pengembangan dari O.T. Falk & Partners Ltd. maka Whittle membentuk perusahaan Power Jets yang akhirnya berhasil mengembangkan mesin jet dan mendapat kontrak di Angkatan Udara Inggris. Mesinnya berupa type W-1X yang kemudian pada tahun 1942 diminta lisensinya oleh Amerika Serikat.

Heinkel HeS 3 Replica, mesin jet operasional pertama di dunia yang menggerakkan pesawat

Mesin type W-1X inilah diujicoba pertama kali pada bulan Desember 1940 kemudian dimodifikasi dan dinyatakan layak untuk digunakan sebagai tenaga dalam pesawat udara. Pesawat bermesin jet Inggris pertama kali diterbangkan oleh pilot uji Gerry Sayer pada tanggal 15 Mei 1941 dengan pesawat Gloster E.28/39.

Secondo Campini dari Italia membuat mesin jet pada tahun 1933 dan bergabung dengan perancang pesawat Giavasi Caproni membuat pesawat CC-2 bermesin jet yang terbang perdana pada tanggal 27 Agustus 1940. Media massa Italia mencatatnya sebagai pesawat terbang jet pertama di dunia.

Hans von Ohain mendaftarkan paten rancangan mesin jetnya pada tahun 1935. Meski kemudian mesinnya dianggap serupa dengan konsep Whittle, namun terdapat banyak detail perbedaan dalam mesin rancangannya. Kemudian salah seorang profesornya yang kenal Ernst Heinkel, pemilik perusahaan industri pesawat Heinkel meminta agar Hans von Ohain dilibatkan dalam proyek membuat mesin pesawat. Pada bulan Maret 1937, sebuah mesin berdaya dorong 550 pon berhasil dibuatnya, kemudian mesin berdaya dorong 1.980 pon yang kemudian dianggap kurang berhasil serta mesin berdaya dorong 1.100 pon yang penuh modifikasi yang kemudian dibuat untuk pesawat Heinkel He. 178 yakni mesin turbojet HeS-3b.

Di Asia, Jepang mulai melirik mesin jet untuk kepentingan penerbangan terutama militernya pada tahun 1937 saat Jepang membeli mesin Brown-Boveri yang dilengkapi turbocharger dari Swiss. Dari dasar inilah, tidak mengeherankan setelah mendapatkan dari sekutunya, Jerman berupa rancangan pesawat tempur Messerschmicht Me-262, Jepang mengembangkan mesin jet Ne-20 untuk mentenagai pesawat jet tempur pertamanya Kikka, yang mirip dengan jet tempur Jerman tersebut.

Sementara Rusia/Uni Soviet disebut-sebut mendapatkan teknologi mesin jet setelah pesawat tempur jet Jerman jatuh ketangannya, serta bantuan dari Inggris berupa mesin jet Rolls-Royce Nene. Mesin inilah yang dikembangkan Uni Soviet yang kemudian digunakan dalam pesawat tempur jet MiG-15 Fagot yang dipakai dalam Perang Korea yang berkemampuan cukup mematikan.

Efisiensi pendorong mesin jet dan roket pada kecepatan yang berbeda relatif terhadap kecepatan buang

Amerika Serikat mendapatkan paten/lisensi mesin jet dari Inggris rancangan Frank Whittle, W-1X. Hal ini tidak terlepas dari peran Mayor Jenderal H.H. Arnold, Deputy Chief-of-Staff for Air yang dikemudian memegang pimpinan US Army Air Forces dalam Perang Dunia II, juga dikenal sebagai Bapak dari United States Air Force (USAF) yang saat itu diundang oleh Kementrian Udara Inggris dalam penerbangan perdana pesawat mesin jet-nya. Jendral Arnold kemudian mendesak pemerintah segera mempercepat Amerika Serikat untuk memasuka abad jet, tanpa ragu kemudian ia menunjuk pabrik General Elecric (GE) untuk melakukan riset teknologinya, mengingat GE dalam riset teknologi turbin dan pengalaman pada 1917-1941 dengan turbo-supercharger.

Mesin Turbojet Nuklir

Enam tahun setelah pengeboman nuklir pertama di Hiroshima dan Nagasaki, sebuah proyek rahasia diluncurkan dari badan nuklir AS (Atomic Energy Commission/AEC) dan Angkatan Udara Amerika Serikat yang pelaksanaannya ditugaskan kepada GE yang kemudian bersekutu dengan pabrik pesawat Convair untuk mempelajari dalam kurun waktu lima tahun apakah pesawat udara bertenaga mesin jet nuklir dapat dibuat.

GE kemudian membentuk Departemen Propulsi Nuklir (Aircraft Nuclear Propulsion Department/ANPD) yang menangani proyek ambisius Amerika Serikat dalam kompleks Evendale yang dijaga secara ketat untuk menjamin kerahasiaannya. Pesaingnya Pratt & Whitney (P & W) berkongsi dengan pabrik pesawat Lockheed (kini Lockheed Martin) tidak ketinggalan menyelenggarakan proyek yang sama meski tidak ditunjuk pemerintah AS.

Proyeknya diberi sandi X211 dibawah kendali Bruno Bruckmann, seorang veteran mesin jet Jerman dalam Perang Dunia II, juga orang kedua dalam pabrik Bavarian Motor Works (BMW) yang membuat berbagai mesin pesawat terbang termasuk mesin jet untuk Angkatan Udara Jerman dalam perang. Teknisi lain yang dilibatkan adalah Hans von Ohain, ahli roket Jerman Werner von Braun dan Peter Kappus (yang kemudian menjadi ahli mesin jet GE dan yang mengkonsep sistem lepas landas dan mendarat secara vertikal/Vertical Take-off Landing atau VTOL). Teknisi-teknisi Jerman tersebut dibawa ke Amerika dalam operasi rahasia yang terkenal dengan Operation Paper Clip guna memperkuat posisi Amerika Serikat dalam bidang teknologi dalam menghadapi Perang Dingin dengan Uni Soviet.

Mesin X211, yang kemudian merupakan mesin raksasa ini, memiliki konsep yang sederhana, yakni mesin turbin gas yang terdiri dari dua mesin dipadukan dalam satu sumber reaktor nuklir yang dilengkapi dengan variable stator compressor. Kemudian pada dasarnya adalah mesin turbojet dengan afterburner. Panjang mesin ini adalah 41 kaki (sekitar 12 meter) dengan afterburner yang dapat menghimpun tenaga dorong sebesar 34.600 pound.

Baik pabrik GE/Convair dan P & W/Lockheed butuh waktu untuk mengembangkan mesin jet nuklir ini, terutama sekali segi keamanan radiasi nuklir yang mungkin ditimbulkannya. Sehingga menjelang tutup tahun 1956 pun belum bisa menyodorkan data apakah memungkinkan atau tidak mesin tersebut dapat mentenagai pembom WS-125.

Perkembangan teknologi mesin jet

Mesin jet atau yang juga dikenal sebagai mesin turbin gas juga dikembangkan tidak hanya untuk pesawat terbang tetapi juga untuk kapal dan di darat untuk kendaraan terutama kendaraan berat seperti tank dan mesin-mesin pembangkit listrik dan mesin untuk industri. Ada empat jenis mesin turbojet antara lain mesin turbojet dan turbofan yakni mesin yang tenaganya diperoleh dari reaksi yang didapat dari daya dorong semburan jet-nya. Jenis yang lain adalah turboprop dan turboshaft yang bekerja dengan prinsip lain yakni energi dari gas panasnya digunakan untuk memutar/menggerakkan turbin yang dihubungkan dengan baling-baling atau dikenal juga dengan sebutan power output shaft.

Mesin rekasi jet sederhana kemudian dikembangkan menjadi twin-spool low by pass ratio turbojet. Kini dari turbojet low by-pass ratio, berkembang menjadi triple-spool front fan high by-pass ratio turbojet atau lebih dikenal sebagai high bypass turbofan dan fanjet. Masih berupa konsep adalah mesin prop-fan dan UDF (unducted fan) dan contra rotating-fan.

Mesin turbojet adalah mesin jet yang paling sederhana, biasanya dipakai untuk pesawat-pesawat berkecepatan tinggi. Contoh dari mesin ini adalah mesin Rolls-Royce Olypus 593 yang digunakan untuk pesawat Concorde. Versi lain adalah mesin Marine Olympus yang memiliki kekuatan 28.000 hp (daya kuda atau setara dengan 21 MW) yang digunakan untuk menggerakkan kapal perang modern dengan bobot mati 20.000 ton dengan operasi berkecepatan tinggi.

Mesin Turbofan

Diagram Mesin Turbofan

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 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 Prancis.

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.

Mesin Turboprop

Diagram Mesin Turboprop

Mesin Turboprop adalah mesin turbojet dengan turbin tambahan yang dirancang sedemikian rupa untuk menyerap semburan sisa bahan bakar yang sebelumnya menggerakkan kompresor. Pada praktiknya selalu ada sisa semburan gas dan sisa inilah yang dipakai untuk mengerakkan turbin yang dihubungkan ke reduction gear, biasanya terletak di bagian mesin, memutar baling-baling.

Jenis mesin ini irit bahan bakar untuk pesawat berkecepatan rendah/sedang dan terbang rendah (400 mil per jam/30.000 kaki). Melalui teknologi maju, selain irit juga menghasilkan tingkat kebisingan yang rendah dan mampu meluncurkan pesawat degnan kecepatan 400 mil per jam.

Contoh mesin turboprop yang populer adalah mesin Rolls-Royce Dart yang dipakai pada pesawat Britih Aerospace atau BAe (dulu Hawker Siddeley) HS-748 dan Fokker F-27. Kemudian mesin Rolls-Royce Tyne yang digunakan pada pesawat jenis Transall C-160 dan BAe Vanguard.

Mesin jenis ini tenaganya diukur dengan total equivalent horsepower (tehp) atau kilowatt(kW)-shaft horsepower (shp) plus sisa daya dorong. Sebagai contoh, mesin Tyne dengan take-off power 4.985 tehp (3.720 kW) sampai 6.100 tehp (4.550 kW) merupakan mesin turpboprop yang paling kuat dan irit bahan bakar.

Mesin Turboshaft

Diagram Mesin Turboshaft, mesin ini umumnya digunakan untuk menggerakkan helikopter

Mesin Turboshaft sebenarnya adalah mesin turboprop tanpa baling-baling. Power turbin-nya dihubungkan langsung dengan reduction gearbox atau ke sebuah shaft (sumbu) sehingga tenaganya diukur dalam shaft horsepower (shp) atau kilowatt (kW).

Jenis mesin ini umumnya digunakan untuk menggerakkan helikopter, yakni menggerakan rotor utama maupun rotor ekor (tail rotor) selain itu juga digunakan dalam sektor industri dan maritim termask untuk pembangkit listrik, stasiun pompa gas dan minyak, hovercraft, dan kapal.

Contoh mesin ini adalah GEM/RR 1004 bertenaga 900 shp yang diterapkan pada helikopter type Lynx dan mesin Gnome 1.660 shp (1.238 kW) pada helikopter Sea King. Sedangkan versi Industri lain adalah mesin pembangkit listrik 25-30 MW Rolls-Royce RB211 dengan 35.000-40.000 shp.

Contoh lain adalah mesin GE T64 yang dipakai pada helikopter Sikorsy CH-53, pesawat amfibi Shin Meiwa PS-1, G-222 Aeritalia-pesaing CN-235 dan helikopter Lockheed AH-56A.

Sumber: id.wikipedia.org

Machine

Mesin adalah sistem fisik yang menggunakan daya untuk menerapkan gaya dan mengontrol gerakan untuk melakukan suatu tindakan. Istilah ini umumnya diterapkan pada perangkat buatan, seperti yang menggunakan mesin atau motor, tetapi juga makromolekul biologis alami, seperti mesin molekuler. Mesin dapat digerakkan oleh hewan dan manusia, oleh kekuatan alam seperti angin dan air, dan oleh tenaga kimia, termal, atau listrik, dan termasuk sistem mekanisme yang membentuk input aktuator untuk mencapai penerapan kekuatan dan gerakan output tertentu. Mereka juga dapat menyertakan komputer dan sensor yang memantau kinerja dan merencanakan pergerakan, sering disebut sistem mekanis.

Mesin modern adalah sistem kompleks yang terdiri dari elemen struktural, mekanisme, dan komponen kontrol serta menyertakan antarmuka untuk penggunaan yang nyaman. Contohnya meliputi: berbagai jenis kendaraan, seperti kereta api, mobil, kapal, dan pesawat terbang; peralatan di rumah dan kantor, termasuk komputer, sistem penanganan udara gedung dan penanganan air; serta mesin pertanian, peralatan mesin dan sistem otomasi pabrik serta robot.

Mekanisasi dan Otomasi

Mekanisasi menyediakan operator manusia dengan mesin yang membantu mereka dengan kebutuhan kerja otot atau menggantikan kerja otot. Di beberapa bidang, mekanisasi mencakup penggunaan perkakas tangan. Dalam penggunaan modern, seperti di bidang teknik atau ekonomi, mekanisasi menyiratkan permesinan yang lebih kompleks daripada perkakas tangan dan tidak akan mencakup perangkat sederhana seperti pabrik kuda atau keledai yang tidak digerakkan. Perangkat yang menyebabkan perubahan kecepatan atau perubahan ke atau dari gerak bolak-balik ke gerak putar, menggunakan sarana seperti roda gigi, puli atau katrol dan ikat pinggang, poros, bubungan dan engkol, biasanya dianggap mesin. Setelah elektrifikasi, ketika sebagian besar mesin kecil tidak lagi bertenaga tangan, mekanisasi identik dengan mesin bermotor.

Otomasi adalah penggunaan sistem kontrol dan teknologi informasi untuk mengurangi kebutuhan akan pekerjaan manusia dalam produksi barang dan jasa. Dalam lingkup industrialisasi, otomasi adalah langkah di luar mekanisasi. Sedangkan mekanisasi menyediakan operator manusia dengan mesin untuk membantu mereka dengan kebutuhan kerja otot, otomatisasi sangat mengurangi kebutuhan akan kebutuhan sensorik dan mental manusia juga. Otomasi memainkan peran yang semakin penting dalam ekonomi dunia dan dalam pengalaman sehari-hari.

Sumber : Wikipedia