KONSEP DASAR PRINSIP KERJA GAS TURBINE ENGINE

Turbine gas dipergunakan dalam bidang - bidang yang memerlukan daya poros dan panas, kedua - duanya atau hanya salah satu saja. Turbine gas ini dipergunakan dalam motor - motor pesawat terbang seperti turbo jet dan turbo propeller, kendaraan - kendaran bermotor, kapal - kapal, lokomotif dll. Sebagai penggerak utama, turbine gas juga dipergunakan untuk menggerakkan compressor - compressor, pompa - pompa, fan - fan dan generator - generator listrik.

 

Penemuan gas turbine

 

Tidak seorangpun mengetahuin dengan jelas siapa sebenarnya yang pertama kali menemukan prinsip turbine gas tersebut, tetapi kadang - kadang pnghormatan telah diberikan kepada seorang yang bernama Hero dari mesir, kira - kira 150 tahun SM. Dia menemukan suatu mainan yang berputar akibat prinsip reaksi dari aliran uap yang diperoleh dari pemanasan air di dalam ketel seperti terlihat pada gambar 1.

Gambar 1. Hero Aeolipile

 

 

Pada gambar 2 merupakan suatu penemuan yang disebut dengan kendaraan Newton yang dapat bergerak maju akibat reaksi dari uap yang dilepaskan kebelakang.

 

Pengembangan turbine gas telah dilakukan terus menerus. Desain pertama yang penting dibuat oleh John Barber dari inggris pada tahun 1791. Sistem gas turbin tersebut dilengkapi dengan komponen - komponen system gas turbin yang modern dan system tersebut bekerja dengan gas hasil pembakaran bahan bakar. Kompresornya pun telah digerakkan oleh turbin dengan perantaraan rantai roda gigi. Pada tahun 1872, Stolze mungkin adalah orang yang pertama kali mendesain suatu system turbin gas yang sesungguhnya.

Gambar 2. Kendaraan Newton

 

 

Dalam sistem gas tersebut digunakan compressor aksial bertingkat ganda yang digerakkan langsung oleh turbin reaksi bertingkat ganda, dimana tubin tersebut digerakkan oleh gas hasil pembakaran dari bahan - bahan dan udara di dalam ruang bakar.

 

Pengujian terhadap system turbin gas tersebut dilaksanakan dalam tahun 1900 dan 1904. Pada tahun 1884 seorang inggris bernama Sir Charles Parson menemukan suatu turbin uap, yang menjelaskan lebih lanjut tentang teori bahwa turbin dapat digunakan untuk menggerakkan compressor dengan mendapatkan tenaga dari luar dan dengan arah yang berlawanan. Parson juga berpendapat bahwa udara yang di kompresikan dapat dimasukkan kedalam suatu ruang bakar, kemudian bahan bakar dimasukkan dan gas hasil pembakaran mengembang melalui turbin. ide dari system turbin kompresor ini pada dasarnya adalah sama seperti apa yang telah dibuat pada saat ini kecuali bentuk dari sudu - sudunya.

Pada tahun 1900 Dr. Sanford A. Moss seorang amerika yang bekerja pada perusahaan General Electric menemukan suatu motor turbin gas tetapi masih kurang sukses karena daya yang dibutuhkan untuk memutarkan kompresor ternyata lebih besar dari daya yang dihasilkan oleh motor turbin tersebut. Akan tetapi data – data penemuannya itu mempunyai nilai yang tinggi sehingga  pada perusahaan tersebut dilaksanakan suatu proyek motor turbin gas pada tahun 1903 dan akhirnya pada waktu perang dunia ke satu dibuatlah suatu motor General Electrik turbo super charger. Seorang inggris bernama Frank Whittle mulai bekerja pada motor turbin gas sejak ia masih belajar sebagai kadet royal air force, dimana pada tahun 1937 dia mengeluarkan suatu konsepsi tentang motor turbin gas yaitu kompresor ditempatkan pada bagian depan dan turbin pada bagian belakang pada poros yang sama, energy panas diberikan melalui ruang bakar pada turbin dan pancaran gas dikeluarkan pada bagian pembuangan. Pada tahun 1937 motor turbin gas hasil rencana dari whittle ini dicoba putar pada bangku uji dengan hasil yang memuaskan, sehingga pada bulan mei 1941 terbang uji pun dimulai dengan pesawat terbang eksperimental Gloster E 28/39 yang ditenagai oleh motor turbin ga WI (whittle 1), hasil dari terbang uji ini sangat memuaskan sehingga pabrik –pabrik maupun pemerintah sangat tertarik untuk lebih mengembangkannya lagi.

Pada tahun – tahun yang hampir bersamaaan pengembangan terhadap motor turbin gas ini dilakukan dibeberapa Negara, seperti italia misalnya Secohdo Campini membuat motor turbin gas yang ditempatkan pada suatu pesawat terbang dan melakukan terbang uji pertama bulan agustus 1940 selama 10 menit dengan hasil sangat memuaskan.

 Tercatat juga bahwa pada bulan November 1941, colonel Mario De Bernardi melakukan penerbangan dari Milan ke roma dengan pesawat yang ditenagai oleh motor turbin gas dengan kecepatan rata – rata 130 mil per jam.

 

 

Gambar 3. Bagian utama motor turbo jet

 

 Sementara itu di jerman Heinkel Aircraft Company sukses juga dengan pengembangan motor turbin gas ini sehingga pada tahun 1939 dibuat pesawat terbang Heinkel He 178 yang ditenagai oleh motor He S3B yang mempunyai gaya dorong sebesar 1100 lbs.

 Demikianlah selanjutnya perusahaan – perusahaan di inggris dan amerika serikat Gloster Aircraft Company dan Bell Aircraft Corporation membuat pesawat – pesawat yang ditenagai oleh motor turbin gas berdasarkan konsepsi Frank – whittle.

Hanya beberapa orang yang penting dari sekian banyak penemu motor turbin gas yang tercatat disini, tetapi yang penting bahwa setiap orang tersebut bekerja berdasarkan pada hukum – hukum gerak Sir Isaac Newton.