Industrialisasi, Otomatisasi & Inovasi

Jika Mesin Pesawat Terbang Stres, Bahaya Mengancam

ShareBagaimana jika mesin pesawat terbang stres? Bagaimana mengatasinya? Teknologi ISW berguna untuk menghindari keretakan pada mesin pesawat terbang. Pesawat Airbus A350-1000 telah...

Written by Jurnalis Industri · 2 min read >
Mesin pesawat terbang

Bagaimana jika mesin pesawat terbang stres? Bagaimana mengatasinya? Teknologi ISW berguna untuk menghindari keretakan pada mesin pesawat terbang. Pesawat Airbus A350-1000 telah menggunakannya. Para ahli sangat menakuti jika mesin pesawat terbang mengalami keretakan.

Mesin pesawat terbang
Profesor Frank Brückner dan Mirko Riede (dari kiri, gambar kiri) yang berhasil mengembangkan mikrostruktur seperti perperpanjang usia lapisan penghalang termal. (Gambar kanan) Proyek penelitian dikembangkan oleh Dr. Dan Roth-Fagaraseanu bekerja sama dengan perusahaan Rolls-Royce.  Tim peneliti menerima penghargaan Joseph von Fraunhofer. Mesin pesawat terbang (Sumber foto/©: Fraunhofer/Juergen Loesel)/Lumalenscape)

Bukan hanya manusia dan mahluk hidup lainnya yang dapat mengalami stres. Mesin pesawat terbang pun  ternyata dapat mengalami stres yang disebabkan perubahan suhu selama terbang dan kemudian mendarat.

Selain memengaruhi kinerja mesin, pesawat terbang butuh lebih banyak bahan bakar yang berdampak  terhadap peningkatan jumlah emisi CO2.

Untuk menyehatkan mesin pesawat terbang, tim ahli dari lembaga Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS meningkatkan stabilitas bagian-bagian mesin pesawat yang mengalami stres. Perubahan suhu saat pesawat terbang dan landing sangat besar pengaruhnya terhadap mesin.

Dengan teknologi yang baru, peneliti membantu mengurangi konsumsi bahan bakar dan emisi CO2. Hasil yang dicapai cukup signifikan—penghematan biaya bahan selama penerbangan.

Proyek penelitian yang dilakukan bersama spesialis pembuat mesin Rolls-Royce. Mesin pertama yang diteliti dilengkapi dengan teknologi baru dan telah digunakan dengan baik.

Di ruang mesin pesawat terbang modern terjadi peningkatan suhu lebih dari 2.000 Kelvin. Tingkat kenaikan suhu hingga lebih 2000 Kevin itu yang menyebabkan terjadi pelelehan bahan-bahan yang digunakan. Keadaan seperti ini harus dihindari.

Di area tertentu di  komponen mesin pesawat diisikan  termal yang didinginkan sebelumnya,  dan dilengkapi dengan lapisan penghalang termal khusus—bagian dalam dan luar  komponen mesin.

Setelah pesawat mendarat, mesin mendingin lebih cepat. Perubahan yang konstan dari panas menjadi  dingin menimbulkan tekanan yang besar pada komponen mesin. Untuk itu, mesin harus diperiksa dan diservis secara teratur.

Setelah bertahun-tahun melakukan penelitian, Profesor Frank Brückner dan Mirko Riede mengembangkan mikro-fabrikasi laser. Tujuannnya adalah untuk memperpanjang umur lapisan penghalang termal dan untuk mengurangi konsumsi bahan bakar secara signifikan dan emisi.

Teknologi IWS yang berbasis pada filigree, mikrostruktur dibuat secara aditif. Teknologi ini digunakan untuk membangun Thermal Barrier Coatings secara inovatif pada komponen turbin, dan memastikan bahwa lapisan oksidasi metalik, dan lapisan isolasi keramik dijepit bersama.

Para peneliti  berhasil memecahkan masalah selama ekspansi dan kontraksi komponen mesin. Ekspansi menciptakan tekanan mekanis di lapisan isolasi—disebabkan oleh berbagai tingkat ekspansi material.

Hal itu menyebabkan retakan horizontal pada lapisan keramik dan kemudian mengelupas. Oleh karena itu,  mikrostruktur khusus memulai retak segmentasi vertikal di lapisan keramik.

Hal itu mengurangi tegangan tarik dalam material dan inilah yang mencegah pembentukan retakan horisontal pada mesin. Hal itu tidak boleh dibiarkan karena berisiko pada mesin pesawat.

Para peneliti mengembangkan teknik produksi. Sebuah laser serat single-mode dengan presisi tinggi menghasilkan struktur mikro ke urutan 30 mikron. Susunan mikrostruktur meningkatkan toleransi ekspansi lapisan insulasi.

Pengetahuan untuk merancang struktur TBC dan proses manufaktur canggih tidak hanya diperoleh dalam eksperimen praktis.

“Simulasi dan pemodelan teoritis yang kami kerjakan selain eksperimen, juga memainkan peran utama dalam kesuksesan,” jelas Profesor Frank Brückner.

Tim peneliti bekerja selama puluhan tahun. Teknologi baru ciptaan ahli berhasil meningkatkan efisiensi mesin jet—seiring dengan peningkatan suhu pembakaran.

Pembakaran yang lebih efisien menghasilkan penurunan konsumsi bahan bakar sebanyak 10 persen,  dan mengurangi emisi gas rumah kaca. Tim peneliti memperkirakan, jumlah penghematan pesawat terbang sekitar US$2,9 juta per tahun.

Tim peneliti (Fraunhofer dan Rolls-Royce) berhasil memindahkan pekerjaan penelitian ke sektor  manufaktur komponen pesawat terbang. Standar keamanan industri penerbangan tercapai.

Setelah penerbangan uji pertama sukses dengan mesin berteknologi IWS buatan Fraunhofer, persetujuan penerbangan resmi dari European Aviation Safety Agency  diterbitkan pada tahun 2015.

Sejak Februari 2018, mesin digunakan dalam pesawat Airbus A350-1000 dengan rute jarak jauh. Mesin the Trent XWB-97 adalah penggerak eksklusif model pesawat, dan mesin berkapasitas besar paling efisien di dunia saat ini.

Para ahli berharap mesin jet lain akan dilengkapi dengan teknologi IWS yang inovatif. Dan atas pencapaian teknologi baru ciptaan Frank Brückner, Mirko Riede, dan  Dr. Dan Roth-Fagaraseanu serta Rolls-Royce menerima Joseph von Fraunhofer Prize of the Year 2018. Mesin pesawat terbang (Bahan diolah dari laman Fraunhofer IWS)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *