ENGINE APU
PRINSIP
KERJA ENGINE APU GTCP 85-129
DAN
KAREKTERISTIK
2.1. Pengertian APU GTCP 85
Auxiliary Power Unit
adalah bagian dari mesin pesawat terbang yang letaknya di bagian ekor pesawat
terbang, adapun fungsi dari APU adalah sebagai berikut :
l. Sebagai pembangkit
listrik,yang menghasilkan daya listrik kurang lebih 90 kVA, batas ketinggiannya
mencapai 3 1 ,000fi.
2.
Dengan menghasilkan listrik tersebut, sehingga
berfungsi sebagai sumber arus listrik bagi AC dan peralatan elektronik lainnya
pada saat pesawat menaikkan dan menurunkan penumpang atau pada saat pesawat
sebelum terbang.
3.
Sebagai start Engine
Setelah mesin pesawat
łnenyala dan pesawat itu terbang, sehingga fungsi APU di gantikan dengan mesin
pesawat, kemudian mesin APU di matikan. Struktur dari mesin APU terdiri dari
beberapa modul atau unit yaitu .
6
a. GearBox
assembly
b. Compressor
d. Turbine ( Hot section )
Gambar 2.1
Auxiliary Power Unit
APU digunakan untuk
persediaan daya bantu [istrik pada pesawat udara elektrik yang diletakkan atau
ditempatkan di pompa angin pesawat yang digunakan untuk memulai Engine, pompa
angin untuk sistem pengaturan udara yang terpasang pada pesawat terbang
Boeing 737.
2.2. Kinerja Engine APU GTCP 85-129 Pada Umumnya
APU dikatagorikan
sebagai salah satu jenis turbin gas yang digunakan sebagai tenaga pembantu pada
pesawat khusus yang dibahas disini pada pesawat Boeing 737
300/400/500.
Engine APU ini dengan type GTCP
85-129 ialah engine buatan Arnerika ( USA ) dimana suatu engine yang
memanfaatkan udara luar untuk dijadikan percampuran pembakaran yang diubah
tekanannya menjadi tekanan tinggi pada ruang bakar ( Combution ) dengan bantuan
propeler—propeler a.łrbin untuk menghisap udara dari luar kedalam.
Engine APU ini
mempunyai tiga bagian propeler turbin yang digerakan oleh gear box yang
terhubung dengan batang penghubung antara propeler dengan gear box. Gear box
ini digerakkan oleh electric stater sehingga dapat memutar propeler, propeler
ini memifiki sudu—sudu. Dari perputaran propeler udara luar bisa dihisap
meia[ui Inlet air plenum, sehingga udara masuk kedalam, dari situ udara
diteruskan oleh putaran propeler pertama menuju propeler yang kedua berbentuk
satu muka untuk dikompresikan tekanannya menjadi tekanan tinggi yang berbentuk
satu muka.
Udara yang masuk dari
Inlet air plenum juga di manfaatkan untuk pendingin generator dan oil cooler
yang dihisap oleh coolingfan.
Baterei dapat menggerakkan
APU untuk pengendalian unit dan penyiaran ulang start, APU control panel
pengawasan dari darat.
Operasi umum Engine APU
adalah suatu turbin gas yang terdiri dari dua kompresor sentrifugal secara
langsung menggabungkan ke suatu single-stage turbin inflow radial. Batang
turbin menghubungkan bagian pengarah aksesori dan łnenyediakan tenaga untuk
mengemudikan assesoris Engine dan generator. Pada saat udara masuk APU
menyediakan tekanan udara Pintu masuk dan pendingin udara pada Engine APU
Jaringan penerbangan
APU terdiri dari komponen mekanis dan berisi angin, yang berfungsi otomatis,
untuk mengatur jumlah maksimum dan tingkat udara yang dapat digambar dari APU
yang digunakan pada sistem pesawat udara berisi angin.
Kipas yang dikemudikan
oleh bagian fHłgarah aksesori mengedarkan udara dingin kepada pembangkit
elektrik arus bofak-balik, minyak pelumas yang lebih dan a.ssesoris Engine.
APU terdiri dari
perakitan Engine APU GTCP 85 yang dipasang di atas pesawat udara. APU dapat
digunakan di bawah atau di dalam pesawat, system description Powerplant APU
terdiri dari perakitan Engine yang dipasang di atas pesawat udara. Seluruh
Engine APU ditutupi oleh bahan titanium. Persedian udara untuk pintu masuk pada
Engine dan pendingin yang lain. Bahan bakar disediakan melalui suatu garis dari
tangki bahan bakar yang pertama.
Persediaan udara dari
APU diisi oleh suatu sistem pengisian udara melalui katup kenda(i. Generator
yang dikemudikan oleh persediaan daya {istrik APU kepada sistem
elektrik.
Engine APU terletak
diakhir badan pesawat terbang, dara masuk melalui pintu masuk udara pada sisi
badan pesawat dan aliran udara dipecah menjadi dua alur, satu untuk Engine dan
yang kedua untuk pendingin yang lain. Pembuangan udara dingin kapal melalui suatu
lubang pada tempat yang lebih rendah.
Gerakkan tenaga untuk
operasi apu adalah ”28 volt dc”. Pembukaan dan penutupan pintu adalah
dikendalikan oleh APU menyalakan panel PS dan sirkuit di dalam modul M280.
Ketika Engine APU adalah bertenaga itu kepada posisi yang terbuka, bergeraknya
pintu membelokkan penutup keatas.
Generator adalah untuk
peningkatan udara mengalir ke dalam pintu masuk ketika pintu membuka penuh,
tombol pintu beroperasi. Penggiatan tombol menjadi bagian dari
APU siklus start.
Dengan pal«npatan APU,
tombol pada posisi 28 volt dc tenaga menyediakan bahan bakar pada klep. Ketika
bahan bakar klep membuka penuh, tenaga disediakan kepada penggiat pintu. Tombol
batas memindahkan tenaga dari motor penggiat ketika Pintu manbu.ka penuh.
Penutupan Pintu terpenuhi dengan penempatan APU tombol itu kepada posisi mulai
atau ketika menyiarkan ulang unit kendali diberi tenaga baik pendeteksian api
maupun operasi Engine APU.
Engine APU dengan
sepenuhnya suatu lapisan titanium untuk menyediakan suatu tahan api dan bunyi.
Lapisan Titanium terdiri dari yang bagian atas dan menurunkan bagian dålgan
suatu tahan api. Bagian Yang bagian atas terikat dengan struktur pesawat udara
oleh empat panampang tekanan. Udara Pintu masuk Engine yang membuka, pinggiran
roda udara, garis bahan bakar, alat pemanas bahan bakar dan saluran udara di
dalam lapisan yang bagian atas.
APU diinstall lapisan
yang bagian atas dan didukung oleh bagian yang lebih rendah berisi Widingin
pembuangan-udara, indikator waktu Yang berlalu mengakses panel, mengalirkan
garis dan dua saluran. Saluran adalah untuk menga[irkan bahan bakar dari ruang
pembakaran dan bahan bakar atau meminyaki dari lapisan yang lebih rendah itu.
APU menyediakan alat
untuk mengalirkan bahan bakar yang tidak dibakar dari Engine dan untuk
mengalirkan bahan bakar atau meminyaki dari lapisan bahan titanium tersebut.
Diakhir [apisan suatu
saluran dengan Pipa hidran mengambil bahan bakar tidak dibakar melalui/sampai
saluran buang turbin. Dua bentuk saluran bahan bakar adalah manifoldedke dalam
suatu memasang Engine itu.
Banyak informasi ini
adalah umum ke setHang semua rangkaian adalah suatu sumber aliran udara dan
arus bolak balik yang elektris untuk pesawat terbang Boeing 737 GTCP 85 ini
memberi kebebasan selama perubahan haluan, kembali naik elektrik dalam hal
kegagalan mesin/motor dan menyediakan proses pengaturan suhu & tekanan.
Adalah sumber daya
listrik adalah baterei, banyak rangkaian pesawat terbang mempunyai suatu
ekstra, APU baterei Yang dipersembahkan untuk memelihara pemakaian baterei
utama. Bahwa daya listrik 90 kVA batas ketinggiannya mencapai 3 1 ,000ft.
2.3. Bagian-Bagian Utama Engine APU GTCP 85-129
Bagian utama dari engine ini ialah sebagai berikut :
1. Diffuser
Berfungsi sebagai
penampung udara yang masuk ke engine, dimana oleh kompresor ditekan untuk
melakukan proses p«nbakaran. Fungsi utama dari d(ffuser ini ialah agar aliran
udara dapat tata dan halus sehingga dapat mencegah terjadinya stall dan
mengurangi ram air pressure loss. Oleh karena itu permukaan diffuser perlu
diperhatikan dan dipelihara dari kerusakan dan perubahan bentuk akibat
pembentukan es saat pesawat pada kondisi cruise.
Diffuser
2. Compressor
Berfungsi merubah
energi kinetik ( kecepatan ) menjadi energi mekanik ( tekanan ) udara masuk
kedalam ruang bakar. Dengan naiknya tekanan udara maka volume udara akan
mengecil sehingga proses pernbakaran antarafiæl dan udara terjadi pada volume
yang kecil. Kompresor ini sendiri diputar oleh turbin melalui poros yang
berhubungan. Untuk sistem propulsi kompresor yang digunakan ialah jenis akstal
dengan pertimbangan area yang digunakan sedikit sehingga tahanannya rendah.
Kompresor aksial mempunyai bagian rotor ( berputar ) dan stator vanes ( diam ).
Tiap bagian rotor dan stator ini dinamakan stage. Udara yang mengalir searah
dengan sumbu engine.
Untuk mendapatkan perbandingan
tekanan yang tinggi maka diperlukan multistage. Untuk lebih mengarahkan dan
meratakan beban pada tiap tingkat kompresor maka dual kompresor ( centrifugal
flow ) dengan dua putaran kecepatan yang berbeda digunakan untuk perbandingan
tekanan yang tinggi pada kompresor aksial.
3. Combution ( Ruang Bakar )
Berfungsi membakar
campuran udara dan bahan bakar dan mengalirkan gas hasil pembakaran tersebut ke
turbin dengan suhu yang merata. Temperalur gas pembakaran dibatasi oleh
kekuatan struklur material yang ada di turbin dan ruang bakar. Kerugian tekanan
hanıs dijaga seminimal mungkin dan efisiensi pembakaran harus dijaga sebesar
mungkin untuk menghindaıi flame aut dan menjaga agar pembakaran tetap berjalan
dengan baik. Tidak semua udara yang maşuk ke dalam ruang bakar digunakan untuk
pembakaran, 200/0-30% udara digunakm untuk pembakaran dan 70%-80%
untuk pendinginan. Ruang bakar sendiri diklasi_/ikasikan menjadi 3 jenis
seperti cannular,
annular dan
can-annular. Dan tipe ruang bakar yang digunakan oleh engine APU GTCP 85-129
ialah type annular.
Turbin berfimgsi
menggerakkan kompresor dan alat bantu lainnya. Turbin merubah energi panas yang
diberikan oleh ruang bakar menjadi energi gerak berupa putaran.
Hampir
75% dari semua energi yang tersedia digunakan untuk memutar kompresor.
Sama seperti halnya kompresor aksial,
turbin aksial biasanya terdiri dari multistage. Perbedaanya ialah proses pada
turbin ialah proses penurunan tekanan dan ekspansi. Karena gas pembakaran dari
ruang bakar mempunyai temperatur yang tinggi dan material yang digunakan pada turbin
mempunyai titik leleh pada temperatur yang telah ditentukan maka diperlukan
pendinginan untuk menghindari kerusakan.
Nozzle berftngsi sebagai keluaran bagi gas ke atmoffer
dengan kecepatan tinggi.
2.4. GearBox
Gearbox adalah
sebagian tempat mentransmisikan daya yang yang dihasilkan dari turbin dari
motor, dan daya tersebut disalurkan kembali kebagian komponen Iainnya.
Dimana daya yang salurkan untuk menggerakkan :
l. Genarator
2. Oil pump
3. Kipas (coolingfån )
Dan di gearbox tersebut terdapat starter yang berfungsi
untuk menjalankan mesin
APU tersebut.
2.5. Kompresor APU GTCP 85
Kompresor Engine APU
dinamakan dengan kompresor sentrifugal yang dipergunakan sebagai pendingin dan
mempunyai kapasitas yang lebih besar, kecepatan hisapnya jauh lebih tinggi dan
memerlukan ruangan yang sempit dan bekerja dengan putaran yang tinggi yang berhubungan
dengan diffuser dan dapat menghasilkan gas yang bebas dari bahan bakar (fuel ).
adalah kompresor yang mananfaatkan gaya sentrifugal untuk mengkompresi fluida
kerja dengan perantaraan impeller yang berputar. Tujuan dari pengkompresian
adalah agar fluida kerja mempunyai tekanan dan temperatur yang tinggi, sehingga
proses pembakaran dalam ruang bakar dapat berlangsung,
Pada pesawat terbang,
kompresor terdiri dari rotor dan stator yang sering disebut diffuser. Putaran
dari rotor menyebabkan sejumlah besar volume udara sekeliling diserap masuk
dengan kecepatan tinggi. Gaya sentrifugal yang terjadi akan memberikan
percepatan kepada udara sehingga keluar dari sumbu rotasi kepinggiran lingkaran
rotor, udara akan dipancarkan dengan kecepatan tinggi. Didalam diffuser
divergen terjadi kenaikan tekanan udara dan terjadi perubahan energi dari
energi kinetik menjadi energi tekanan, Jadi dalam hal ini diffuser berfungsi
sebagai penurun kecepatan udara.
2.6. Prinsip Kerja Turbin
Pada roda turbin
terdapat sudu dan Fluida kerja mengalir melalui ruang diantara sudu tersebut.
Apabila kemudian ternyata bahwa roda turbin dapat berputar, maka ada gaya yang
bekerja pada sudu. Gaya tersebut timbul karena terjadinya perubahan momentum
dari fluida kerja yang mengalir diantara sudu. Jadi sudu haruslah dibentuk
sedemikim rupa sehingga dapat terjadi perubahan momentum pada fluida kerja
tersebut.
Dari segi perubahan
momentum fluida kerjanya, turbin dibagi menjadi dua golongan yaitu
1. Turbin Impuls
Adalah turbin dimana proses ekspansi dari
fluida kerja terjadi di dalam sudusudu tetapnya saja.
2. Turbin Reaksi
Ada\ah turbin dimana proses ekspansi dari
fluida kerja terjadi baik di dalam sudu tetap maupun sudu gerak.
Gambar 2.6.3 Fluida
Kerja di Dalam Turbin Reaksi Kecepatan BertingkRt Ciri dari sudu gerak turbin
reaksi dapat dilihat pada gambar 2.5. Pada turbin reaksi baris sudu tetap
maupun sudu gerak berfungsi sebagai nozzel, sehingga kecepatan relatif uap
keluar setiap sudu lebih besar dari kecepatan relatif uap masuk sudu yang
bersangkutan.
Keterangan
Penampang sudu gerak dengan
hidung yang bulat (efisiensinya tidak begitu tinggi, tetapi boleh dikatakan
hampir konstan)
Penampang sudu gerak dengan
hidung yang tajam (sangat efisien pada suatu kondisi operasi saja)
2.7. Turbin Gas
Turbin gas adalah
turbin dengan gas sebagai fluida kerjanya. Sebenamya turbin gas hanyalah
merupakan bagian dari suatu system turbin gas. Proses untuk sebuah turbin gas
sederhana dikenal dengan nama siklus Brayton.
Proses yang terjadi pada siklus Bryton adalah
a. Compression : dimana udara atmosfir dimanfaatkan.
b. Combution
: dimana bahan bakar dicampur dengan udara yang sudah dikompresi dan di bakar.
c. Exspasion : dimana gas hasil pembakaran berekspansi.
d. Exhausl : dimana udara hasil pembakaran dibuang
ke atmosfir.
Komponen Utama Turbin Gas
Ada tiga komponen utama dalam turbin gas adalah
a.
Kompresor
b. Ruang
Bakar
c.
Turbin
2.8. Aliran Udara pada APU
Udara tersebut maşuk
ke kompresor sebelum maşuk ke kompresor tekanan tinggi udara tersebut dibagi
menjadi dua saluran, dimana saluran pertaına untuk start engine pesawat terbang
dan saluran lainnya maşuk ke kompresor tekanan tinggi, kemudian
dikompresikan lalü maşuk ke ruang bakar
atau combusler, didalam ruang bakar udara dengan bahan bakar tersebut dibakar,
sehingga berubah gas udara yang bertekanan tinggi kemudian maşuk ke turbin, dan
gas tersebut menggerakan turbin.
Gambar 2.8
Aliran Udara dan Gas Auxiliari Power Unit
2.9. Ruang Bakar ( Combuster )
Fungsi utama ruang
bakar pada system turbin gas adalah membangkitkan energi panas dengan jalan
membakar udara yang bertekanan keluar dari kompresor dengan bahan bakar yang
digunakan didalam ruang bakar tersebut, sehingga gas panas yang dihasilkan
dapat diekspansikan untuk menghasilkan kerja.
Pembakaran didalam
ruang bakar ini berlangsung secara terus-menerus dan dengan ternperatur tinggi
yang merata dan terus-menerus. Hal ini sangat berlawanan dengan mesin torak
dimana proses pembakaran ini terjadi secara tidak terus-menerus, sehingga
temperatur tertinggi dicapai hanya untuk beberapa saat dalam sildusnya.
Karena pembakaran yang
terjadi secara terus-menerus maka temperatur gas hasik pembakaran harus di
batasi sesuai dengan material yang digunakan, terutama material sudut turbin.
Oleh karena harus dihasilkan energi panas yang tinggi maka desain serta
pembuatan ruang bakar suatu systan turbin gas adalah sangat sukar karena sangat
kompleks.
Untuk memperoleh
efisiensi pembakaran yang sebaik-bai_knya, hams ada batasanbatasan antara
terjaminnya proses peınbakaran yang sempuma dan kerugian tekanan yang
diijinkan. Kontmksi ruang bakar, dimana pembakaran itü akan terjadi biasanya
dibuat berdasarkan percobaan. Dengan tingginya laju air konsumsi bahan bakar
dalam intalasi turbin gas, maka direncanakan suatu ruang bakar dimana semua
energi yang dihasilkan dapat memenuhi daya yang diperlukan oleh instalasi
tersebut.
Dibawah ini secara singkat dapat disebutkan beberapa syarat
diruang bakar yaitu .
l. Efisien pembakaran yang tinggi.
2.
Kerugian tekanan yang sekecil mungkin.
3.
Pembakaran yang tedadi secara terus-menerus, [ancar dan
mantap selama meşin dalam pengoperasian.
4.
Temperatur gas yang ke/uar secara merata,
5.
Temperatur ruang bakar pada dinding rendah, dengan
begitu berarti umur ruang bakar lebih lama.
6.
Müdah di start.
7.
Dimensi dan berat yang minimum dan ringkas.
8.
Bebas dari endapan karbon dan abu.
9.
Müdah pemasangannya dan mudah diperbaiki.
Disamping itü masih ada
persyaratan lain, seperti derajat turbilensi yang tinggı untuk memperoleh
efisiensi yang tinggi pula. Tetapi hal ini justru akan memperbesar kerugian
tekanan. Sangat mudah untuk mendapatkan efisiensi yang tinggi pada pembakaran
yang baik dan distribusi temperatur yang merata selama tidak ada pemborosan
dari ruang bakar itu sendiri.
2.10. Prinsip kerja Turbin NonleAda beberapa komponen
Turbine nozzle di Engine APU yang part numbernya 3846484-3/-4/-7/-8, yang
berfungsi sebagai mengalirkan udara panas hasil dari pembakaran dari daerah
yang [ebih besar ke area yang lebih kecil yang menyebabkan terjadinya
peningkatan kecepatan udara. Udara yang masuk ke turbin nozzle yang akan
diarahkan ke roda turbin untuk menambah kecepatan yang kemudian diarahkan
keporos, dimana harus diputar lagi dan mendorong kesudu exducer dengan begitu
hasilnya menarnbah energi. Setelah itu dapat dilepas melalui pembuangan saluran
pipa.
Perakitan turbin yang
sebelah kili didesign yang terdiri dari dua potongan, bagian roda turbin dengan
sudu yang lurusAangsung dan terpisah dari lingkaran yang bengkok.
Turbin nozzle dan shroud adalah satu konstruksi potongan.
TURBINE STAGE
Ada beberapa komponen atau susunan 'Hot Seclion ' yang
terdiri dari :
l . Turbin Wheel
2.
Spacer Shroud Support
3.
Turbin nozzle
Komentar
Posting Komentar