KAPAL terbang moden menggunakan enjin turbin sebagai sumber utama untuk menghasilkan daya tujah bagi menerbangkan pesawat. Namun sebelum enjin turbin dicipta, Wright bersaudara menggunakan enjin piston sebagai penggerak kipas yang berjaya mencetak sejarah sebagai mesin pertama terbang pada 1903.
Hanya sekitar 1930-an, Sir Frank Whittle, seorang jurutera dari Britain, berjaya mengembangkan enjin turbojet yang dipasang dalam pesawat Gloster E.28/39 pada 1941, menandakan permulaan evolusi enjin turbin yang lebih cekap, laju dan mampu terbang pada altitud lebih tinggi berbanding enjin piston mula dicipta.
Apakah enjin turbin?
Enjin turbin adalah sejenis enjin yang menggunakan aliran udara mampat dan gas panas untuk menghasilkan tenaga mekanikal yang diperlukan bagi menerbangkan kapal terbang. Secara asasnya, ia berfungsi dengan membakar bahan api di dalam udara mampat untuk menghasilkan gas panas bertekanan tinggi. Gas ini kemudiannya digunakan untuk memutar turbin dan menghasilkan daya tujahan yang menggerakkan pesawat ke hadapan.
Bahagian dalam enjin turbin
Reka bentuk enjin turbin sangat kompleks tetapi setiap bahagian disusun secara berurutan dalam satu paksi selari dengan badan kapal terbang, menjadikan ia kelihatan lebih teratur dan mudah difahami.
Bahagian pertama ialah kipas yang terletak di bahagian hadapan enjin. Kipas ini menarik udara masuk untuk dimampatkan oleh pemampat yang terdiri daripada beberapa siri bilah. Pemampatan ini meningkatkan tekanan udara sebelum ia memasuki ruang pembakaran.
Di ruang pembakaran, udara mampat dicampurkan dengan bahan api dan dibakar, menghasilkan gas panas bertekanan tinggi. Gas panas yang dihasilkan ini kemudian bergerak melalui turbin supaya dapat memutar bilah-bilah untuk menggerakkan pemampat dan kipas di hadapan enjin.
Akhirnya, gas panas dilepaskan melalui nozel ekzos pada kelajuan tinggi menghasilkan daya tujah yang mendorong pesawat ke hadapan. Proses ini berterusan sepanjang operasi enjin membolehkan pesawat terbang dengan lancar. Namun ketika mula menghidupkan enjin turbin, kipas dan pemampat perlu digerakkan menggunakan enjin pemula atau Auxiliary Power Unit (APU) terlebih dahulu kerana turbin di dalam enjin masih belum mendapat tenaga daripada pembakaran bahan api.
Jenis-jenis enjin turbin
Terdapat beberapa jenis enjin turbin yang digunakan dalam penerbangan komersial. Jenis pertama ialah enjin turbojet yang merupakan enjin turbin paling asas. Cara kerja adalah seperti yang dijelaskan sebelum ini dan sangat sesuai untuk pesawat berkelajuan tinggi dan pesawat supersonik. Contoh kapal terbang yang menggunakan enjin jenis ini ialah Concorde.
Jenis kedua ialah enjin turbofan yang merupakan jenis paling biasa digunakan dalam pesawat komersial hari ini. Perbezaan enjin jenis ini berbanding enjin turbojet adalah sebahagian udara akan mengalir di sekitar teras enjin tanpa melalui pemampat, ruang pembakaran atau turbin. Udara ini dikenali sebagai udara pintasan. Aliran udara ini menghasilkan daya tujah tambahan dengan cara yang lebih efisien kerana udara tersebut tidak perlu dibakar. Dengan ini enjin boleh menghasilkan lebih banyak daya tujah tanpa menggunakan lebih banyak bahan api. Kelebihannya ialah ia lebih cekap dari segi bahan api, kurang bising dan sangat sesuai untuk penerbangan jarak jauh. Namun, enjin ini lebih besar dan lebih kompleks berbanding turbojet. Enjin ini digunakan oleh kapal terbang Boeing 737 dan Airbus A320.
Selain itu, jenis ketiga ialah enjin turboprop. Enjin jenis ini mudah dikenali kerana ada propeller besar di hadapan pesawat yang digerakkan oleh turbin. Ia sangat sesuai untuk pesawat yang terbang pada kelajuan rendah, terutamanya untuk penerbangan jarak dekat. Kelebihannya ialah ia sangat cekap pada kelajuan rendah, namun ia tidak sesuai untuk kelajuan tinggi atau penerbangan jarak jauh. Contoh kapal terbang yang menggunakan enjin ini ialah ATR 72.
Akhir sekali ialah enjin turboshaft. Enjin ini digunakan dalam helikopter dan beberapa pesawat kecil. Kuasa dari turbin digunakan untuk memacu aci yang menggerakkan rotor helikopter. Enjin ini sangat cekap pada kelajuan rendah dan sangat sesuai untuk helikopter, namun tidak sesuai untuk pesawat kelajuan tinggi. Enjin ini dipasang dalam helikopter Bell 206.
Trivia menarik berkenaan enjin turbin
Sebagai contoh, enjin turbofan yang digunakan dalam pesawat moden seperti Boeing 777 mempunyai kipas lebih besar daripada saiz badan Boeing 737. Selain itu, enjin turbofan moden dapat membakar lebih daripada satu tan udara dalam masa satu saat. Percaya atau tidak, enjin turbin pesawat komersial boleh berfungsi pada suhu sehingga 2,000 darjah Celsius, lebih panas daripada lava gunung berapi. Fakta menarik yang lain ialah terdapat lebih daripada 30,000 pesawat komersial di seluruh dunia menggunakan enjin turbofan CFM56 yang dihasilkan oleh General Electric and Snecma.
Tanpa enjin turbin, dunia pastinya tidak seperti yang kita lihat sekarang. Ia telah membawa perubahan besar kepada dunia penerbangan komersial yang membolehkan perjalanan lebih cepat, lebih jauh dan lebih cekap.
- Penulis memiliki Sarjana Muda Kejuruteraan (Mekanikal-Aeronautik) dari Universiti Teknologi Malaysia (UTM) dan pernah berkhidmat di Hornbill Skyways Sdn Bhd.