– Misteri Nozzle Pesawat Jet yang Tak Pernah Meleleh!
Mesin jet merupakan sumber tenaga pendorong bagi pesawat tempur yang didukungnya. Mesin jet menggerakkan pesawat tempur dengan menghasilkan dorongan ke depan melalui nozzle, menggunakan tekanan gas panas. Ketika afterburner diaktifkan, nozzle akan melepaskan semburan api.
Pesawat tempur modern saat ini umumnya menggunakan mesin jet jenis Turbofan, sedangkan pada jenis pesawat tempur lama menggunakan jenis Turbojet.
Keduanya sama-sama mesin turbin gas yang bekerja dengan prinsip menyemburkan gas panas melalui nozzle untuk menghasilkan daya dorong ke depan.
Mesin turbin gas juga digunakan pada pesawat baling-baling seperti C-130 Hercules yang menggunakan mesin Turboprop dan pada helikopter yang menggunakan mesin Turboshaft.
Komponen utama mesin turbin gas
Mesin turbin gas memiliki 3 komponen utama, yaitu kompresor, combustion chamber, dan turbin. Dalam mesin Turbojet dan Turbofan, setelah melewati turbin, gas panas dari pembakaran keluar melalui nozzle.
Suhu api yang dihasilkan di dalam combustion chamber bisa mencapai 1700 derajat Celsius. Sedangkan titik lebur besi atau baja adalah 1538 derajat Celsius. Ini menimbulkan pertanyaan tentang bagaimana nozzle mesin jet bisa tahan terhadap suhu tinggi tanpa meleleh.
Dari bahan apa nozzle itu dibuat? Yang jelas, tidak mungkin dibuat dengan campuran kenangan patah hati untuk membuatnya begitu dingin dan sulit meleleh. Dibawah ini adalah alasan kenapa nozzle pesawat jet tidak meleleh.
Jarak nozzle dari ruang bakar
Salah satu alasan nozzle mesin jet mampu menahan suhu tinggi adalah karena letaknya yang jauh dari ruang bakar. Semburan gas panas harus melewati bilah-bilah turbin terlebih dahulu sehingga ketika sampai pada nozzle, suhunya sudah menurun dengan signifikan. Suhu aliran gas pada nozzle berkisar antara 800 hingga 900 derajat celcius, masih cukup panas namun tidak cukup kuat untuk melelehkan baja.
Aliran udara sebagai pendingin
Bagaimana bagian bilah-bilah turbin atau dinding ruang bakar yang lebih dekat dengan api pembakaran bisa bertahan terhadap suhu yang cukup tinggi untuk melelehkan besi.
Namun, suhu pembakaran maksimum 1700 derajat celcius bukanlah suhu yang selalu terjadi, karena dalam kondisi normal suhunya lebih rendah. Namun, suhu 800 derajat celcius saja sudah cukup tinggi untuk membuat baja membara kemerah-merahan.
Lapisan aliran udara sebagai pelindung
Meskipun suhu yang dihasilkan dari pembakaran mesin jet sangat tinggi, komponen mesin jet tidak terlihat membara karena aliran udara membentuk lapisan pelindung di sekitarnya.
Udara yang masuk ke mesin jet tidak hanya digunakan untuk pembakaran, tetapi juga dialirkan melalui kanal-kanal tertentu untuk mendinginkan komponen-komponen yang membutuhkan pendinginan.
Lapisan tipis udara melindungi dan memastikan bahwa komponen-komponen mesin tetap di bawah batas toleransi yang ditentukan.
Bahan tahan suhu tinggi
Bahan yang digunakan untuk membuat komponen mesin jet juga memiliki sifat tahan suhu tinggi, selain lapisan udara yang berfungsi sebagai pendingin.
Contohnya, bahan Inconel atau Nikel-kromium-molibdenum, memiliki titik leleh yang jauh lebih tinggi dari baja, dan mampu menahan suhu hingga 1200-1300 derajat celcius.
Bahan-bahan tersebut sangat ideal untuk digunakan pada komponen mesin jet yang memerlukan ketahanan yang lama, karena memiliki sifat tahan korosi dan aus yang baik.
Nozzle pada mesin jet pesawat tempur tidak meleleh karena beberapa faktor. Pertama, jarak nozzle yang relatif jauh dari ruang bakar.
Kedua, aliran udara sebagai pendingin yang mengalir melalui kanal-kanal tertentu dan membentuk lapisan tipis di sekitar komponen mesin.
Ketiga, Komponen mesin menggunakan bahan yang tahan terhadap suhu tinggi. Semua faktor tersebut bekerja sama untuk menjaga agar mesin jet dapat beroperasi secara efisien dan aman, serta memberikan daya dorong yang kuat dan stabil.
