Macam-macam Mesin Jet

Roket
Roket memiliki ciri-ciri khusus yang membedakannya dengan mesin jet tipe lain yaitu dilengkapinya mesin ini dengan sistem penyimpanan bahan bakar dan fluida oksidator (umumnya oksigen cair) di dalam bodi roket. Sistem penyimpanan bahan bakar dan oksidator ini berkaitan dengan tujuan diciptakannya roket yaitu untuk dapat bekerja di area ruang hampa yang tidak terdapat atmosfer seperti ruang angkasa. Karena itulah roket lebih banyak digunakan untuk keperluan penjelajahan ruang angkasa.

Sistem Mesin Roket
(Sumber)

Selain tangki penyimpanan bahan bakar dan fluida oksidator, mesin roket tersusun atas ruang bakar dan exhaust nozzle. Bahan bakar dan oksidator diinjeksikan ke dalam ruang bakar dengan bantuan pompa injeksi. Di dalam ruang bakar, campuran ini dipicu oleh sistem ignitor agar terbakar. Api dan udara panas langsung terekspansi ke sisi nozzle outlet. Oleh nozzle, energi panas dikonversikan menjadi daya dorong hipersonik.

Keuntungan: komponen bergerak hanya sedikit, beroperasi pada kecepatan Mach 0 hingga Mach 25+, efisien pada kecepatan di atas Mach 10, dapat bekerja baik pada ruang hampa udara.
Kerugian: menghasilkan tegangan termal tinggi pada komponen-komponen pembakaran, amat sangat berisik.
Aplikasi: digunakan pada roket peluncur satelit, pesawat ulang-alik.

Turborocket
Turborocket termasuk ke dalam mesin jet tipe hibrid yang menggabungkan konsep mesin turbojet dengan roket. Selain tangki bahan bakar, mesin ini juga dilengkapi dengan tabung penyimpan oksigen dan nitrogen tambahan. Karena selain mengambil udara atmosfer untuk proses pembakaran, mesin turborocket menginjeksikan oksigen dan nitrogen ke dalam ruang bakar untuk menghasilkan proses pembakaran yang lebih sempurna.

Sistem Turborocket
(Sumber)

Ada dua bentuk desain mesin turborocket, yang pertama adalah turborocket itu sendiri, dan yang kedua adalah turboramjet. Turboramjet menggabungkan mesin turbojet dengan ramjet, dimana mesin turbojet terlihat terletak kecil di tengah-tengah mesin ramjet. Untuk lebih memahaminya perhatikan gambar berikut.

(a) Turboramjet

(b) Turborocket
Perbedaan Mesin Turborocket dan Turboramjet
(Sumber)

Keuntungan: dapat beroperasi pada berbagai ketinggian udara.
Kerugian: menghasilkan emisi berbahaya seperti NO_x, bobot mesin besar.

Air-Augmented Rocket
Air-augmented rocket atau biasa juga disebut dengan ramrocket, ejector ramjet, dan ducted rocket, juga menjadi salah satu tipe mesin jet hibrid. Mesin jet ini dilengkapi dengan mesin roket standard. Selain roket, mesin jet tipe ini juga dilengkapi dengan sebuah lorong udara berbentuk nozzle, sehingga pada saat roket meluncur dan mencapai kecepatan supersonik, udara atmosfer masuk melalui sisi inlet, terkompresi oleh bentuk lorong yang mencekik, dan keluar melalui sisi outlet bercampur dengan api hasil pembakaran roket. Adanya tambahan massa udara dari lorong ini meningkatkan efisiensi total dari roket ini.

Prinsip Air-augmented Rocket
(Sumber)

Keuntungan: efisien di kecepatan Mach 2 hingga 4.
Kerugian: sangat berisik, menjadi tipe mesin jet yang terhenti eksplorasi pengembangannya.

Jet Air
Water Jet atau jet air adalah sebuah mesin jet yang menggunakan fluida air sebagai fluida kerjanya. Mesin ini melibatkan mesin otto biasa sebagai sumber tenaga putar. Energi mekanik putaran poros dari mesin otto dihubungkan dengan impeler melalui sistem gearbox. Pada saat mesin bekerja, impeler berfungsi untuk mengubah energi mekanis putaran poros menjadi tekanan kerja air. Impeler berada di dalam sebuah saluran air yang berbentuk seakan-akan mencekik. Bentuk saluran yang mencekik berfungsi untuk meningkatkan tekanan air. Di sisi keluaran, saluran yang berdesain nozzle berfungsi untuk mengkonversikan tekanan air menjadi kecepatan sehingga menciptakan daya dorong besar.

Skema Mesin Jet Air
(Sumber)

Keuntungan: akselerasi tinggi, getaran kecil, tidak berisik, dapat beroperasi pada semua jenis kendaraan air, efisien di kecepatan tinggi.
Kerugian: harga mahal, bobot yang lebih berat karena ada air yang harus masuk ke dalam sistem jet.
Aplikasi: jetski air, jetboat.

Roket Air
Roket air adalah sebuah mesin jet yang paling sederhana di antara mesin jet lainnya. Di dalam bodi roket tidak ada komponen mekanis yang bergerak, hanya sebuah tabung kosong yang akan diisi oleh air dan udara bertekanan tertentu. Seperti halnya mesin jet lainnya, pada sisi belakang roket terdapat exhaust nozzle yang berfungsi untuk mengubah tekanan campuran air dengan udara menjadi kecepatan dorong roket.

Roket Air Menyimpan Energi Berupa Udara Bertekanan di Dalam Bodi Roket
(Sumber)

Video Roket Air Sederhana

Referensi:

Pusat Pakaian Dalam